高中物理选修3-5同步练习试题第17章《波粒二象性》测试题

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高中同步测试卷·新人教物理选修3-5：同步练习第17章波粒二象性第1节

第十七章波粒二象性第1节能量量子化一、黑体与黑体辐射1．黑体：是指能够______吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体．2．热辐射：周围的一切物体都在辐射________，这种辐射与物体的______有关．3．黑体辐射的实验规律图1(1)一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与______有关外，还与材料的种类及表面状况有关．(2)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的______有关，如图1所示．①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都______；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长______的方向移动．二、能量子1．定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的________．即：能的辐射或者吸收只能是____________．这个不可再分的最小能量值ε叫做________．2．能量子大小ε＝hν，其中ν是电滋波的频率，h称为________常量．h＝____J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)．3．能量的量子化在微观世界中微观粒子的能量是________的，或者说微观粒子的能量是______的．这种现象叫能量的量子化．【概念规律练】知识点一黑体和黑体辐射1．下列叙述中正确的是()A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波知识点二黑体辐射的规律2．关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有()A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C．黑体辐射的强度与波长无关D ．黑体辐射无任何实验规律3．黑体辐射的实验规律如图2所示，由图可知( )图2A ．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B ．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C ．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D ．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动知识点三能量子4．已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c ，普朗克常量为h ，则电磁波辐射的能量子ε的值为( )A ．h c λB .h λC .chλD ．以上均不正确 5．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J 、波长λ为0.35 μm 的紫外激光，已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J ·s ，则该紫外激光所含光子数为( ) A ．2.1×1021个 B ．4.2×1021个 C ．2.1×1015个 D ．4.2×1015个【方法技巧练】利用能量子的关系式求解有关问题6．氦—氖激光器发出波长为633 nm 的激光，当激光器的输出功率为1 mW 时，每秒发出的光子数为( ) A ．2.2×1015 B ．3.2×1015 C ．2.2×1014 D ．3.2×10147．小灯泡的功率P ＝1 W ，设其发光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6 m ，求在距离d ＝1.0×104m 处，每秒钟落在垂直于光线方向面积为1 cm 2上的光子数是多少？(h ＝6.63×10－34J ·s )1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是( ) A ．温度 B ．材料 C ．表面状况 D ．以上都正确 2．能正确解释黑体辐射实验规律的是( ) A ．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．以上两种理论体系任何一种都能解释D．牛顿提出的能量微粒说3．下列说法正确的是()A．微观粒子的能量变化是跳跃式的B．能量子与电磁波的频率成正比C．红光的能量子比绿光大D．电磁波波长越长，其能量子越大4．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A．红光B．橙光C．黄光D．绿光5．单色光从真空射入玻璃时，它的()A．波长变长，速度变小，光量子能量变小B．波长变短，速度变大，光量子能量变大C．波长变长，速度变大，光量子能量不变D．波长变短，速度变小，光量子能量不变6．关于光的传播，下列说法中正确的是()A．各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同B．各种色光在真空中频率不同，同一色光在各种介质中频率相同C．同一色光在各种介质中折射率不同，不同色光在同一介质中折射率相同D．各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比任何介质中波长都长7．对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是()A．以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量是量子化的8．对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是()A．太阳光是由各种单色光组成的复色光B．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光C．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为紫光D．组成太阳光的各单色光的能量都相同9．在自然界生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在．假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmax.根据热辐射理论，λmax与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmax T＝2.90×10－3m·K.则老鼠发出的最强的热辐射的波长为()A．7.8×10－5m B．9.4×10－6m－4－8物体的温度升高或降低，为什么不是一段一段的而是连续的，试解释其原因．11．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6 个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少？12．某广播电台的发射功率为10 kW，能发射出在空气中波长为187.5 m的电磁波，试求：(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？(2)若向四面八方发射的光子视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒钟接收的光子个数以及接收功率？第十七章波粒二象性第1节能量量子化课前预习练一、1.完全2．电磁波温度3．(1)温度(2)温度①增加②较短二、1.整数倍一份一份的能量子2．普朗克 6.626×10－343．量子化分立课堂探究练1．ACD[根据热辐射的定义，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B错误，C正确；根据黑体的定义知D正确．]2．AB[黑体辐射的规律为随着温度的升高各种波长的辐射强度都增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．]3．ACD点评黑体辐射具有以下规律：①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．4．A[由光速、波长的关系可得出光的频率ν＝cλ，从而ε＝hν＝h cλ，故A正确．] 5．B6．B [一个光子能量ε＝hν＝hc λ.当激光器输出功率为1 mW 时，每秒发出光子数为N ＝Ptε＝Pth c λ＝3.2×1015个，B 正确．]7．4×105个解析每秒钟内小灯泡发出的能量为E ＝Pt ＝1 J光子的能量：ε＝hν＝hc λ＝6.63×10－34×3×10810－6J ＝1.989×10－19 J小灯泡每秒钟辐射的光子数： n ＝E ε＝11.989×10－19个≈5×1018个距离小灯泡d 的球面面积为：S ＝4πd 2＝4π×(1.0×104)2 m 2＝1.256×109 m 2＝1.256×1013 cm 2每秒钟辐射到1 cm 2的球面上的光子数为：N ＝nS ＝5×10181.256×1013个≈4×105个．方法总结解决有关光子的能量辐射问题要明确能量子与功率、波长、光速和频率之间的关系，熟练掌握E ＝Pt ＝nε、ε＝hν、c ＝λν等公式是解决这类问题的关键．课后巩固练1．A [根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素得其只与温度有关．]2．B [根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B 正确．]3．AB 4．A5．D [因为光的频率不变，光量子的能量不变；再根据折射率n ＝c v ＝λλ′可知，光的速度变小，波长变短．]6．ABD [各种色光在真空中的传播速度都相同；同一介质对不同色光有不同的折射率；同一色光频率不变；同一色光在不同介质中波速不同，在不同介质中波长不同．]7．ABD 8.AC9．B [体温为37℃时，热力学温度T ＝310 K ，根据λmax T ＝2.90×10－3 m ·K ，得λmax ＝2.90×10－3310m ＝9.4×10－6 m ．]10．由于宏观物质是由大量微粒组成的，每一个粒子的能量是一份一份的，这符合能量量子化假说，而大量粒子则显示出了能量的连续性，故我们平时看到的物体的温度升高或降低不是一段一段的，而是连续的．11．2.3×10－18 W解析因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P ＝Et，式中E ＝6ε，又ε＝hν＝h c λ，可解得P ＝6×6.63×10－34×3×108530×10－9W ＝2.3×10－18 W . 12．(1)1031个 (2)4×1023个 4×10－4 W 解析 (1)每个光子的能量ε＝hν＝hc λ＝6.63×10－34×3×108187.5J ＝1.06×10－27 J .则每秒钟电台发射上述波长的光子数N ＝Pt/ε＝104×11.06×10－27个≈1×1031个(2)设环状天线每秒接收光子数为n，以电台发射天线为球心，则半径为R的球面积S＝4πR2.而环状天线的面积S′＝πr2，所以n＝πr24πR2·N＝4×1023个；接收功率P收＝πr24πR2·P总＝4×10－4W.点评电磁波的传播或接收不是连续的，而是与可见光一样都是一份一份的，而每一份光子的能量为ε＝hν；其次，解决本题还要注意能量守恒观点在电磁波知识中的应用．。

新人教版选修3-5《第17章_波粒二象性》同步练习物理试卷有答案

新人教版选修3-5《第17章波粒二象性》同步练习物理试卷一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1. 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（）A. B.C. D.2. 下列各说法中错误的是（）A.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说B.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短C.在光的单缝衍射实验中，狭缝越窄，光子动量的不确定量越大D.任何一个运动的物体，大到太阳、地球，小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波3. 关于康普顿效应，下列说法正确的是（）A.康普顿效应证明光具有波动性B.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变短了C.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变长了D.康普顿效应可用经典电磁理论进行解释4. 一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图所示，已知金属板b有光电子放出，则可知（）A.板a一定不放出光电子B.板a一定放出光电子C.板c一定不放出光电子D.板c一定放出光电子5. 一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后（加速电压为U），该粒子的德布罗意波长为（）A.√ℎ2mqU B.ℎ2mqUC.ℎ2mqU√2mqU D.√mqU6. 人眼对绿光最为敏感。

正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。

普朗克常量为6.63×10−34J⋅s，光速为3.0×108m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）A.2.3×10−18WB.3.8×10−19WC.7.0×10−48WD.1.2×10−48W7. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率v的关系如图所示，若该直线的斜率和纵截距分别为k和−b，电子电荷量的绝对值为e，则（）A.普朗克常量可表示为keB.若更换材料再实验，得到的图线的k不改变，b改变C.所用材料的逸出功可表示为ebD.b由入射光决定，与所用材料无关8. 用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光（）A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大9. 如图所示，一束复合光束c，从玻璃射向空气，经折射后形成光a、b两束光线，则下列说法正确的是（）A.a光光子的能量比b光光子的能量小B.从玻璃射向空气时，a光的临界角小于b光的临界角C.若a光能发生光电效应，b光也一定能发生光电效应D.经同一双缝干涉装置得到干涉条纹，a光干涉条纹间距小10. 用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA.光电管阴极的逸出功为1.8eVB.电键k断开后，没有电流流过电流表GC.光电子的最大初动能为0.7eVD.改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小二、填空题（共3小题，共18分．把答案直接填在横线上）二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.4×10−3∼1.6×10−3，相应的频率范围是________，相应的光子能量范围是________．“温室效应”使大气全年的平均温度升高，空气温度升高，从微观上看就是空气中分子的________．（已知普朗克恒量A＝6.6×10−31J⋅s，真空中的光速c＝3.0×108m⋅s−1．结果取两位数字．）如图所示，静电计与锌板相连，现用紫外灯照射锌板，关灯后，指针保持一定的偏角。

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高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第三节粒子的波动性一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分） 1.关于光的波粒二象性,正确的说法是( ) A.光的频率愈高,光子的能量愈大,粒子性愈显著B.光的波长愈长,光子的能量愈小,波动性愈明显C.率高的光子不具有波动性,波长较长的光子不具有粒子性D.个别光子产生的效果往往显示粒子性,大量光子产生的效果往往显示波动性2.有关光的本性的说法正确的是( )A.关于光的本性,牛顿提出了“微粒说”,惠更斯提出了“波动说”,爱因斯坦提出了“光子说”,它们都圆满地说明了光的本性B.光具有波粒二象性是指:既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看成微观概念上的粒子C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D.在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝时显出波动性，如果光只通过一个缝时显出粒子性 3.电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm ，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将（A.小于0.2 nmB.大于0.2 nmC.等于0.2 nmD.以上说法均不正确 4.下列说法中正确的是（ A.物质波属于机械波B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具C.德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫D.宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性5.下列说法正确的是（A. B.C.光子和电子均是微观实物粒子，均具有波粒二D.光子具有波粒二象性，电子只具有粒子性 6.下列现象中能说明光具有粒子性的是（） A.B.C.D.康普顿效应和光电效应7.（江苏高考）在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近.已知中子质量 =1.67×10-27kg,普朗克常量 =6.63×10-34J ·s,可以估算德布罗意波长 =1.82×10-10m 的热中子动能的数量级为（A.10-17 JB.10-19 JC.10-21J D.10-24J8.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有个频率为的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为（ℎ为普朗克常量）( )A.ℎB.ℎC. ℎD. ℎ9.关于物质波，以下说法正确的是（） A.任何运动物体都具有波动性 B.湖面上形成的水波就是物质波 C.通常情况下，质子比电子的波长长 D.核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道 10.关于物质波，下列认识错误的是（） A.任何运动的物体（质点）都伴随一种波，这种波叫物质波B. X 射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C.电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D.宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）11.电子经电势差为 =200 V 的电场加速，在的情况下，此电子的德布罗意波长为. 12.质子甲的速度是质子乙速度的4倍，甲质子的德布罗意波波长是乙质子的，同样速度的质子和电子相比，的德布罗意波波长大. 三、计算与简答题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（10分）质子和电子分别以速度 =4.0×107m/s 运动,试比较它们的物质波的波长.14.（10分）一个带电荷量为元电荷的粒子，经206 V 的加速电压由静止加速后，它的德布罗意波长为0.002 nm ，试求这个粒子的质量.15.（14分）根据光子说光子的能量 ℎ ,我们还知道物体能量 ,频率 =5×1014Hz 的光子具有的动量是多少？一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度是多少？该电子物质波的波长是多少？16.（14分）质量为10 g ，速度为300 m/s 在空中飞行的子弹，其德布罗意波波长是多少？为什么我们无法观察出其波动性？如果能够用特殊的方法观察子弹的波动性，我们是否能够看到子弹上下或左右颤动着前进，在空间中描绘出正弦曲线或其周期性曲线？为什么？第三节粒子的波动性答题纸得分：一、选择题二、填空题11． 12.三、计算与简答题1314.1516.第三节粒子的波动性参考答案一、选择题1. ABD 解析：干涉、衍射现象表明光具有波动性，光电效应现象表明光具有粒子性，因此任何光都具有波粒二象性，选项C错误.但波长越长、频率愈低的光波,干涉和衍射愈容易发生,波动性愈显著.频率愈高、光子的能量越大,愈容易发生光电效应,粒子性愈显著.故选项A、B正确.让光子一个一个的通过双缝,曝光时间短时,底片上呈现不规则分布的点子,曝光时间长时,底片上呈现清晰的干涉条纹,这个实验表明,个别光子的行为显示粒子性,大量光子产生的效果显示波动性,故选项D正确.2. C 解析：牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样,惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同,这两种观点是相互对立的,都不能说明光的本性,所以A、B错误,C正确.在双缝干涉实验中,双缝干涉出现明暗均匀的条纹,单缝出现中央亮而宽、周围暗而窄的条纹,都说明光的波动性.当让光子一个一个地通过单缝时,曝光时间短时表现出粒子性,曝光时间长时显出波动性,因此D错误.3. A 解析：显微镜的分辨能力与波长有关,波长越短其分辨能力越强,由ℎ知,如果把质子加速到与电子相同的速度,质子的波长更短,分辨能力更高.4.C解析：实物粒子也具有波动性，这种与实物粒子相联系的波称为物质波，机械波是由于物体的振动在介质中传播形成的，物质波不是机械波，选项A错误；实物粒子也有波动性，故选项B错误； C.任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波，选项C正确；宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，是因为宏观粒子的波长短，衍射或干涉现象不明显，选项D错误.5. B 解析：光子不是实物粒子,微观粒子也具有波动性,故B项正确,A、C、D项错误.6.D解析：光的折射、光的干涉和衍射说明光具有波动性，光的色散、康普顿效应和光电效应说明光具有粒子性，光的反射即能体现光的波动性也能体现光的粒子性，故选项A、B、 C错误，选项D正确.7. C 解析：据ℎ;即ℎ,代入数据可得动能数量级为10-21 J,故C项正确.8.C 解析：单个光子的能量为ℎ,所以个光子的总能量为ℎ.9.AD 解析：任何运动物体都具有波动性，A正确.湖面上形成的水波是机械波不是物质波，B错.电子的动量比质子的动量往往要小一些，由＝ℎ知，电子的德布罗意波长要长，C错.由于电子的波动性，核外电子绕核运动不可能有确定的轨道，D正确.10.BD 解析：X射线衍射实验验证X射线是电磁波，B错误，宏观物体物质波也具有干涉、衍射现象，只不过现象不明显，D错误.二、填空题11. 8.70×10-2 nm解析：已知所以nm如 =200 V ，则 =nm=nm=8.70×10-2 nm.12.电子解析：＝ℎℎ知波长与速度成反比，甲乙＝乙甲，甲＝乙，由＝ℎ知电子质量小波长长.三、计算与简答题13.解析：根据物质波公式 ℎ对于电子: kg ·m/s对于质子： kg ·m/s可得 ℎm=1.8×10-11 mℎm=1.0×10-14 m由计算可知，电子的德布罗意波的波长大于质子的德布罗意波的波长.14.1.67×10-27 kg解析：粒子加速后获得的动能为粒子的物质波的波长 ℎ粒子的动量以上各式联立得 ℎkg=1.67×10-27kg.15. 1.1×10-27kg ·m/s 1.2×103m/s 6.0×10-7m 解析：对光子，能量 ℎ ,动量 ,故得ℎkg ·m/s≈1.1×10-27kg ·m/s.设电子质量为 ,速度为 ,动量为 ,则依题知 .以上三式联立得到电子的速度大小为m/s ≈1.2×103m/s.电子物质波的波长ℎ＝m ≈6.0×10-7m.16.2.2×10-34m 其他问题见解析解析：根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一种波和它对应，飞行的子弹必有一种波与之对应.由于子弹的德布罗意波波长极短，我们不能观察到其衍射现象.即使采用特殊方法观察，由于德布罗意波是一种概率波，仅是粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非粒子的曲线运动.由波长公式可得＝ℎ m=2.21×10-34 m.因子弹的德布罗意波波长太短，无法观察到其波动性.不会看到这种现象，因德布罗意波是一种概率波，粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非宏观的机械波，更不是粒子做曲线运动.。

人教版高中物理选修3-5第17章《波粒二象性》检测题(包含答案解析版)

第17章《波粒二象性》检测题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.用蓝光照射一光电管，能产生光电流，则下列一定可以使光电管发生光电效应的有( )A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光2.当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )A．锌板带负电 B．有正离子从锌板逸出C．有电子从锌板逸出 D．锌板会吸附空气中的正离子3.下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是( )A．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一B．在衍射现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C．大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强D．频率低的光子表现出的粒子性强，频率高的光子表现出的波动性强4.关于电子云，下列说法正确的是( )A．电子云是真实存在的实体B．电子云周围的小黑点就是电子的真实位置C．电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布D．电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道5.关于对黑体的认识，下列说法正确的是( )A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体6.关于物质波，下列说法正确的是( )A．速度相等的电子和质子，电子的波长长B．动能相等的电子和质子，电子的波长短C．动量相等的电子和中子，中子的波长短D．甲电子的速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍7.现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc，用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定( )A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小8.关于光的本性，下列说法中正确的是( )A．关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D．光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来9.在做双缝干涉实验时，在观察屏的某处是亮纹，则对某一光子到达观察屏的位置，下列说法正确的是( )A．一定到达亮纹位置 B．一定到达暗纹位置C．该光子可能到达观察屏的任意位置 D．以上说法均不可能10.以下宏观概念中，哪些是“量子化”的 ( )A．物体的长度 B．物体所受的重力 C．物体的动能 D．人的个数11.如图所示，用波长为λ1和λ2的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面．单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象．设两种金属的逸出功分别为W C和WD，则下列选项正确的是( )A．λ1＞λ2，WC＞WD B．λ1＞λ2，WC＜WDC．λ1＜λ2，WC＞WD D．λ1＜λ2，WC＜WD12.研究光电效应时，用不同频率的紫外线照射金属锌，得到光电子最大初动能E k随入射光频率变化的E k－ν图象，应是下列四个图中的( )A．B． C． D．二、多选题(每小题至少有两个正确答案)13.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为νc，则( )A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍14.关于光的本性，下列说法中正确的是( )A．光子的能量由光的强度所决定B．光的本性是：光既具有波动性，又具有粒子性C．光子的能量与光的频率成正比D．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面15.频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km，则( )A．若改用频率为2ν的光照射，该金属产生光电子的最大初动能为2E kmB．若改用频率为2ν的光照射，该金属产生光电子的最大初动能为E km＋hνC．若改用频率为ν的光照射，该金属产生光电子的最大初动能为E km＋hνD．若改用频率为ν的光照射，该金属可能不发生光电效应三、实验题16.如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．(1)示意图中，a端应是电源________极．(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则________说法正确．A．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大四、计算题17.如图所示为证实电子波存在的实验装置，从F上漂出来的热电子可认为初速度为零，所加的加速电压U＝104V，电子质量为m＝9.1×10－31kg.电子被加速后通过小孔K1和K2后入射到薄的金箔上，发生衍射现象，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹．试计算电子的德布罗意波长．18.对应于3.4×10—19J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？它是什么颜色？答案解析1.【答案】D【解析】紫光的频率大于蓝光的频率，一定能够使光电管发生光电效应，红光的频率、黄光的频率、绿光的频率都小于蓝光的频率，不一定能使光电管发生光电效应．2.【答案】C【解析】当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C 正确，A、B、D错误．3.【答案】C【解析】光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，所以A 错误；在衍射现象中，暗条纹是指振动减弱的地方，并非光子不能到达的地方， B错误；光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显， C正确；光的粒子性和波动性与光子频率高低无关， D错误．4.【答案】C【解析】由电子云的定义我们知道，电子云不是一种稳定的概率分布，人们常用小黑点表示这种概率，小黑点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小，故只有C正确．5.【答案】C【解析】黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故A错误；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故B错，C对；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误．6.【答案】A【解析】由λ＝可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，A正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系p＝可知，电子的动量小，波长长，B错误；动量相等的电子和中子，其波长应相等，C错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的3倍，甲的动量也是乙的3倍，则甲的波长应是乙的，D错误．7.【答案】A【解析】由a、b、c三束单色光的波长关系λa>λb>λc，及波长、频率的关系知：三束单色光的频率关系为：νa<νb<νc.故当b光恰能使金属发生光电效应时，a光必然不能使该金属发生光电效应，c 光必然能使该金属发生光电效应，A对，B、C错；光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越大，所以c光照射时释放出的光电子的最大初动能最大，D错，故正确答案为A.8.【答案】C【解析】光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波．光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分题中说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C正确，A、B、D错误．9.【答案】C【解析】光波是一种概率波，大量光子将到达亮纹位置，但也有极少数光子到达暗纹位置，因此对某一光子到达屏上的位置不确定，故A、B、D均错误，C正确．10.【答案】D【解析】所谓量子化是指数据是分立的、不连续的，根据量子的定义可做出选择，人的个数只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其它三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故只有D正确．11.【答案】D【解析】单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象，单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，根据光电效应条件知，单色光A的频率大于单色光B的频率，则λ1＜λ2，单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象．知金属C的逸出功小于金属D的逸出功，即WC＜WD.故D正确，A，B，C错误．12.【答案】C【解析】根据光电效应方程有：E k＝hν－W，其中W为金属的逸出功：W＝hν0.由此可知E k－ν图象是一条直线，横截距大于零，故C正确．13.【答案】AB【解析】因入射光的频率大于或等于极限频率时会产生光电效应，所以A正确；因为金属的极限频率为νc，所以逸出功W0＝hνc，再由E k＝hν－W0得，E k＝2hνc－hνc＝hνc，B正确；因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功，对于同种金属是恒定的，故C错误；由E k＝hν－W0＝hν－hνc＝h(ν－νc)可得，当ν增大一倍时：＝≠2，故D错误．14.【答案】BCD【解析】根据E＝hν，可知：光子的能量与光的频率成正比，A错误，C正确；光既具有波动性，又具有粒子性，B正确，光电效应和康普顿效应反映光的粒子性，D正确．15.【答案】BD【解析】频率为ν(频率)的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km，根据光电效应方程知，逸出功W0＝hν－E km.改用频率为2ν的光照射，则最大初动能E km′＝h2ν－W0＝hν＋E km，即A错误，B正确．若改用频率为ν的光照射，若能发生光电效应，则最大初动能E km′′＝h－W0＝E km－hν，C 错误．若改用频率为ν的光照射，可能光的频率小于金属的截止频率，不能发生光电效应，D正确．16.【答案】(1)正 (2)阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化，将衔铁N吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M(3)B【解析】17.【答案】1.23×10－11m【解析】将eU＝E k＝mv2，p＝，λ＝联立，得λ＝，代入数据可得λ≈1.23×10－11m.18.【答案】5.13×10－14Hz 5.85×10－7m 黄色【解析】根据公式ɛ＝hν和ν＝得ν＝5.13×1014Hzλ＝5.85×10－7m频率属于黄光的频率范围，它是黄光，其波长为5.85×10－7m。

人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》考试测试卷

第十七章《波粒二象性》测试卷一、单选题(共15小题)1.光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程，对此下列说法正确的是()A．两种效应中电子与光子组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律B．两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程C．两种效应都属于吸收光子的过程D．光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应相当于光子和电子弹性碰撞的过程2.关于光电效应有以下几种陈述，其中正确的是()A．金属的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流强度与入射光强度无关C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D．对任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应3.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带负电D．锌板带负电，指针带正电4.以下宏观概念中，哪些是“量子化”的 ()A．物体的长度B．物体所受的重力C．物体的动能D．人的个数5.利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则()A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变6.对于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子和电子是同种粒子，光波和机械波是同种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用形成的D．光子说中光子的能量E＝hν表明光子具有波的特征7.分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h 表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()A．B．C．D．8.如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最大的是()A．电子B．中子C．质子D．α粒子9.一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，下列说法中正确的是()A．电子在空间中做匀速直线运动B．电子上下左右颤动着前进C．电子运动轨迹是正弦曲线D．无法预言它的路径10.用同一束单色光，在同一条件下，分别照射锌片和银片，都能产生光电效应，对于这两个过程，下列所列四个物理量中一定相同的是()A．入射光子的能量B．逸出功C．光电子的动能D．光电子的最大初动能11.利用金属晶格(大小约10－10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是()A．该实验说明了电子具有波动性B．实验中电子束的德布罗意波长为λ＝C．加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显12.假如一个光子与一个静止的不受任何外力作用的电子发生碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，电子被碰撞后也因此获得了一定的动量p，关于在这个碰撞的过程中，以下说法中正确的是()A．该碰撞过程中动量不守恒，能量守恒B．碰撞前、后的光子在同一种介质中传播时，碰撞前的光子的速度更大C．碰撞前、后光子的频率不变D．电子被碰撞后，它的德布罗意波长为(h为普朗克常量)13.所谓黑体是指能全部吸收入射的电磁波的物体．显然，自然界不存在真正的黑体，但许多物体在某些波段上可近似地看成黑体．如图所示，用不透明的材料制成的带小孔的空腔，可近似地看作黑体．这是利用了()．A．控制变量法B．比值法C．类比法D．理想化方法14.在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A．光电效应是瞬时发生的B．所有金属都存在极限颇率C．光电流随着入射光增强而变大D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大15.关于光电效应现象，下列说法中正确的是()A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应二、实验题(共1小题)16.如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．(1)示意图中，a端应是电源________极．(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则________说法正确．A．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大三、计算题(共3小题)17.一个带电荷量为元电荷的粒子，经206 V的加速电压由静止加速后，它的德布罗意波长为0.002 nm，试求这个粒子的质量．18.钨的逸出功是4.54 eV，现用波长200 nm的光照射钨的表面．求：(结果均保留三位有效数字)(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)钨的截止频率．19.人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律．请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34 eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106m/s，求该紫外线的波长λ.(电子质量m＝9.11×10－31kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,1 eV＝1.60×10－19J)四、简答题(共3小题)20.由能量的量子化假说可知，能量是一份一份的而不是连续的，但我们平时见到的宏观物体的温度升高或降低，为什么不是一段一段的而是连续的，试解释其原因．21.几种金属的逸出功W0见下表：用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为4.0×10－7～7.6×10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.22.如图所示，绝缘固定擦得很亮的锌板A水平放置，其下方水平放置接地的铜板B.两板间距为d，两板面积均为S，正对面积为S′，且S′＜S.当用弧光灯照射锌板上表面后，A、B间一带电液滴恰好处于静止状态．试分析：(1)液滴带何种电荷？(2)用弧光灯再照射A，液滴做何种运动？(3)若使液滴向下运动，应采取什么措施？答案解析1.【答案】D【解析】光电效应吸收光子放出电子，其过程能量守恒，但动量不守恒，康普顿效应相当于光子与电子弹性碰撞的过程，并且遵守动量守恒定律和能量守恒定律，两种效应都说明光具有粒子性，故D正确．2.【答案】D【解析】对于一种确定的金属，其逸出功是固定的，与入射光频率无关，A错；发生光电效应时，光电流强度随入射光强度的增大而增大，B错；同一次光电效应实验中，由于光电子逸出的路程不同，初动能也是不同的，因而是不可比的，C错；由光电效应的规律知D正确．3.【答案】B【解析】锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，指针也带正电，B正确．4.【答案】D【解析】所谓量子化是指数据是分立的、不连续的，根据量子的定义可做出选择，人的个数只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其它三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故只有D正确．5.【答案】D【解析】因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，A 错误；因不知阴极K的截止频率，所以用红光照射时，也可能发生光电效应，B错误；光电子具有一定的初速度，所以即使U AK＝0，电流表中也可能有电流通过，C错误；当滑动触头向B端滑动时，U AK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流．若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大U AK，光电流也不会增大，D正确．6.【答案】D【解析】光的波粒二象性的说法指的是：频率较大的光粒子性较强，频率小的光波动性较强；大量光子往往表现为波动性，少量光子表现为粒子性．光子和电子不是同种粒子，光波和机械波也是不同种波；光子说中光子的能量E＝hν，光子的能量与频率有关，表明光子具有波的特征，选项D正确．7.【答案】A【解析】光子能量为：ɛ＝hν＝根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：E k＝hν－W根据题意：λ1＝λ，λ2＝λE k1∶E k2＝1∶2联立可得逸出功W＝.8.【答案】A【解析】德布罗意波长为λ＝又p＝mv解得：λ＝速度大小相同，电子的质量m最小，则电子的德布罗意波长最大．9.【答案】D【解析】根据概率波的知识可知，某个电子在空间中运动的路径我们无法确定，只能根据统计规律确定大量电子的运动区域，D正确．10.【答案】A【解析】同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程E km＝hν－W0知，最大初动能不同，但是光电子的动能可能相同．11.【答案】D【解析】实验得到了电子的衍射图样，说明电子这种实物粒子发生了衍射，说明电子具有波动性，故A正确；由动能定理可得，eU＝mv2－0，电子加速后的速度v＝，电子德布罗意波的波长λ＝＝＝＝，故B正确；由电子的德布罗意波的波长公式λ＝可知，加速电压U越大，电子德布罗意波的波长越短，衍射现象越不明显，故C正确；物体动能与动量的关系是p ＝，由于质子的质量远大于电子的质量，所以动能相同的质子的动量远大于电子的动量，由λ＝可知，相同动能的质子的德布罗意波的波长远小于电子德布罗意波的波长，波长越小，衍射现象越不明显，因此相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加不明显，故D错误．12.【答案】B【解析】光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，A错误；光子与电子碰撞后，电子能量增加，光子能量减小，根据E＝hf，光子的频率减小，光的波长λ＝不变；故光的波速v＝λf减小，故B正确，C错误；碰撞过程光子和电子的总动量守恒，光子速度反向，故动量变化量大小为2p，故电子的动量改变量也为2p，初动量为零，末动量为2p，故德布罗意波的波长为λ＝，故D错误．13.【答案】D【解析】黑体实际上是一种物理模型，把实际物体近似看作黑体，用到的自然是理想化方法．14.【答案】C【解析】光电效应证实了光的粒子性，因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D项错误．15.【答案】C【解析】由光电效应方程E km＝hν－W0知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比，A、B错；根据光电效应方程E km＝hν－W0＝h－h，入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电效应，能否发生光电效应与入射光的强度无关，C正确，D错误．16.【答案】(1)正(2)阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化，将衔铁N吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M(3)B【解析】17.【答案】1.67×10－27kg【解析】粒子加速后获得的动能为E k＝mv2＝eU粒子的物质波的波长λ＝粒子的动量p＝mv以上各式联立得m＝＝1.67×10－27kg.18.【答案】(1)1.68 eV(2)1.68 V(3)1.10×1015Hz【解析】(1)由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可得：E k＝h－W0＝(－4.54×1.6×10－19)J＝2.681×10－19J≈1.68 eV.(2)由eU c＝E k得遏止电压U c＝＝1.68 V.(3)由W0＝hνc得截止频率νc＝＝Hz≈1.10×1015Hz.19.【答案】0.2 μm【解析】爱因斯坦于1905年提出的光子说成功地解释了光电效应现象：m e v2＝hν－Wλ＝，解得λ＝0.2 μm.20.【答案】由于宏观物质是由大量微粒组成的，每一个粒子的能量是一份一份的，这符合能量量子化假说，而大量粒子则显示出了能量的连续性，故我们平时看到的物体的温度升高或降低不是一段一段的，而是连续的．【解析】21.【答案】钠、钾、铷能发生光电效应【解析】光子的能量E＝，取λ＝4.0×10－7m，则E≈5.0×10－19J，根据E＞W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．22.【答案】(1)液滴带负电(2)液滴向上加速运动(3)增加极板的正对面积【解析】(1)用弧光灯照射锌板上表面，发生光电效应，使上极板带正电，所以极板间的电场是向下的，液滴受力平衡，重力向下，所以电场力一定向上，所以液滴带负电．(2)用弧光灯再照射A，上极板失去的电子更多，电荷量增加，电场增强，液滴受到的向上的电场力变大，合力向上，所以此时的液滴会向上加速运动．(3)使液滴向下运动，应该减小电场的强度，由于极板的带电量不变，根据电容器的公式C＝＝，电场强度E＝，当极板的正对面积增大时，电容增大，两极板之间的电压减小，电场强度减小，液滴受到的电场力减小，此时液滴将向下运动．。

人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性测试含答案及详细解析

绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性测试本试卷共100分，考试时间120分钟。

一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.一束波长为7×10－5cm的光波，每秒钟有3×1015个光子通过一个与光线垂直的平面．另有一束光，它传输相同的能量，但波长为4×10－5cm.那么这束光每秒钟通过这垂直平面的光子数目为()A． 0.58×1015个B． 3×1015个C． 1.71×1015个D． 5.25×1015个2.关于光电效应现象，下列说法中正确的是()A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生B．光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C．发生光电效应的时间一般都大于10－7sD．保持入射光频率不变，发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比3.能够说明光具有粒子性的现象是()A．光的干涉现象B．光的衍射现象C．光的色散现象D．光电效应现象4.关于图中四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是()A．麦克斯韦在实验中证实了电磁波的存在B．赫兹预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波C．法拉第发现了电流的磁效应D．托马斯·杨进行了双缝实验，发现了光的干涉性质5.光照射到某金属表面，金属表面有光电子逸出，则( )A．若入射光的频率增加，光的强度减弱，那么逸出电子的能量可能不变B．若入射光的频率不变，光的强度减弱，那么单位时间内逸出电子数目减少C．若入射光的频率不变，光的强度减弱到不为零的某一数值时，可能不再有电子逸出D．若入射光的频率增加，而强度不变，那么单位时间内逸出电子数目不变，而光电子的能量增大6.用不同频率光照射某一金属发生光电效应时，光电子逸出最大初动能随入射光频率变化的图象如图所示，则图中横、纵轴截距及斜率的物理意义为()A．斜率为普朗克常数的倒数B．纵轴截距为逸出功的倒数C．横轴截距为极限频率D．横轴截距为极限波长7.下列关于概率波的说法中，正确的是()A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过8.关于康普顿效应，下列说法正确的是()A．康普顿效应证明光具有波动性B．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变短了C．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变长了D．康普顿效应可用经典电磁理论进行解释9.光电效应实验中，下列结果正确的是()A．光照时间增大为原来的2倍时，光电流也增大为原来的2倍B．当入射光的频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增为原来的2倍C．入射光波长增大为原来的2倍，有可能不发生光电效应D．入射光强增大为原来的2倍时，单位时间发出的光电子数量有可能变为原来的4倍10.用两束频率相同但强度不同的紫外线照射两种不同的金属，假若它们都有光电子逸出，则() A．从逸出功较小的金属表面逸出的光电子的最大初动能一定较大B．逸出功较小的金属产生的光电流强度一定较大C．受强度较大的紫外线照射的金属产生的光电子最大初动能一定较大D．受强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度一定较大二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)如图所示，某种单色光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，则()A．入射的单色光的频率必大于阴极材料的极限频率B．增大单色光的强度，电流表示数将增大C．滑片P向左移，可增大电流表示数D．滑片P向左移，电流表示数将减小，甚至为零12.(多选)用绿光照射金属钾时恰能发生光电效应，在下列情况下仍能发生光电效应的是() A．用红光照射金属钾，而且不断增加光的强度B．用较弱的紫外线照射金属钾C．用黄光照射金属钾，且照射时间很长D．只要入射光的波长小于绿光的波长，就可发生光电效应13.(多选)根据不确定性关系ΔxΔp≥，判断下列说法正确的是()A．采取办法提高测量Δx的精度时，Δp的精度下降B．采取办法提高测量Δx的精度时，Δp的精度上升C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关14.（多选）图为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014Hz，则以下判断正确的是()A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C．用λ＝0.5 μm的光照射光电管时，电路中有光电流产生D．光照射时间越长，电路中的电流越大三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.太阳光垂直射到地面上，地面上1 m2接收的太阳光的功率为1.4 kW，其中可见光部分约占45%.(1)假如认为可见光的波长(λ＝)约为0.55 μm，日地间距离R＝1.5×1011m．普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，估算太阳每秒辐射出的可见光光子数．(2)若已知地球的半径为6.4×106m，估算地球接收的太阳光的总功率．16.质量为1 000 kg的小汽车以v＝30 m/s的速度在高速公路上行驶，试计算小汽车的布罗意波的波长．为什么我们无法观察到其波动性？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)17.已知锌的逸出功W0＝3.34 eV，试通过计算说明：用波长λ＝0.2 μm的光照射锌板时能否发生光电效应．(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108m/s)18.从1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量．他通过如图所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c与入射光频率ν，作出U c－ν的图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．图中频率ν1、ν2，遏止电压U c1、U c2及电子的电荷量e均为已知，求：(1)普朗克常量h；(2)该金属的截止频率νc.答案解析1.【答案】C【解析】由题意得n1＝n2，代入数据得n2＝1.71×1015个，2.【答案】D知，当入射光波长大于极限波长时，不能发生光电效应，A错；由E k＝hν－【解析】由ε＝hν＝h CλW0知，最大初动能与入射光频率有关，与入射光的强度无关，B错；发生光电效应的时间一般不超过10－9s，C错．3.【答案】D【解析】光的干涉、衍射、色散说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，D正确．4.【答案】D【解析】赫兹在实验中证实了电磁波的存在，选项A错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波，选项B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，选项C错误；托马斯·杨进行了双缝实验，发现了光的干涉性质，选项D正确．5.【答案】B【解析】若入射光的频率增加，光电子的能量变大，A错；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，只要频率大于金属的极限频率，那么一定会有光电子逸出，光的强弱不影响光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目．入射光的频率不变，光的强度减弱，单位时间内逸出电子数目减少，B对，C错；频率增加，光电子的能量一定变大，光照强度不变，则单位时间内照射的光子数减少，所以逸出的光电子数减小，D错．6.【答案】C【解析】由光电子逸出最大初动能随入射光频率变化的图象E k＝hν－W得，该图线的斜率表示普朗克常量h，纵轴截距的绝对值为逸出功，横轴截距绝对值对应的频率是发生光电效应的最小频率，即为极限频率，C正确．7.【答案】B【解析】概率波与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A错误；物质波是一种概率波，故B正确；概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；根据不确定性关系，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D错误．8.【答案】C【解析】康普顿效应揭示了光具有粒子性，A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝，知波长变长，B错误，C正确；光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行解释，D错误．9.【答案】C【解析】光电效应的发生是瞬时的，A错误；根据光电效应方程E k＝hν－W0可知，频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能不是原来的2倍，B错误；入射光波长增大为原来的2倍，频率变为原来的，有可能不发生光电效应，C正确；入射光强增大为原来的2倍时，单位时间发出的光电子数量有可能变为原来的2倍，D错误．10.【答案】A【解析】根据光电效应方程E k＝hν－W0，入射光的频率相同，逸出功越小，光电子的最大初动能越大，A正确，C错误；同一金属在能发生光电效应的条件下，光电流强度与入射光的强度成正比，与逸出功无关，B错误；不同的金属，光电流强度不仅与入射光的强度有关，还与所加电压有关，故强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度不一定较大，D错误．11.【答案】ABC【解析】用一定频率单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知ν＞ν0，A正确；发生光电效应后，增加光的强度能使光电流增大，B正确；滑片P向左移，光电管两端的电压增大，左边的极板为负极，右边极板为正极，到达极板的光电子数增大，电流表示数增大，C正确，D错误．12.【答案】BD【解析】光电效应的发生存在一个极限频率，同时对应着极限波长，只要照射光的频率大于极限频率(对应着小于极限波长)就会发生光电效应，与照射光的强度无关，红光和黄光的频率均小于绿光的频率，而紫光频率大于绿光的频率，正确答案是B、D.13.【答案】AD【解析】不确定关系表明，无论采用什么方法试图确定位置坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定关系所给出的限度．14.【答案】BC【解析】在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关．据此可判断A、D错误，B正确．波长λ＝0.5 μm的光子的频率ν＝＝Hz＝6×1014Hz＞4.5×1014Hz，可发生光电效应，所以C正确．15.【答案】(1)4.9×1044个(2)1.8×1014kW【解析】(1)设地面上垂直太阳光每平方米面积上每秒接收的可见光光子数为n，则有：P×45%＝nh ，解得n＝＝个＝1.75×1021个，则所求可见光光子数N＝n·4πR2＝1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)2个≈4.9×1044个．(2)地球接收太阳光的总功率P地＝Pπr2＝1.4×3.14×(6.4×106)2kW≈1.8×1014kW.16.【答案】见解析【解析】小汽车的动量为p＝mv＝1 000×30 kg·m/s＝3×104kg·m/s，故小汽车的德布罗意波的波长为λ＝＝m＝2.21×10－38m因小汽车的德布罗意波的波长太短，故无法观察到其波动性．17.【答案】能发生光电效应【解析】波长λ＝0.2 μm的光的光子的能量为：E＝hν＝＝9.945×10－19J锌的逸出功：W0＝3.34 eV＝3.34×1.6×10－19J＝5.344×10－19J由于E＞W0，故能够发生光电效应．18.【答案】(1)(2)【解析】根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0及动能定理eU c＝E k得U c＝(ν－νc)结合图象知k＝＝＝普朗克常量h＝，ν0＝。

人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》单元检测题(解析版)

《波粒二象性》单元检测题一、单选题1. 已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子?的值为( ) ．A． B ． C ． D ．以上均不正确2. 下列说法正确的是( )A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长3. 如图，当电键S 断开时，用光子能量为 3.1 eV 的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V 时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )A．1.9 eV B ．0.6 eV C ．2.5 eV D ．3.1 eV4. 如图所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板一段时间，关灯后，指针保持一定偏角( )A．用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大第1 页共10 页B．用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将减小C．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板相同的时间，验电器的指针偏角将增大D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转5.下列关于光的本性的说法中正确的是( )A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D．频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著6.如图所示，某金属板M 在紫外线照射下，不停地向各个方向发射速度大小不同的电子，发射电子的最大初速度为v，在M旁放置一金属网N，如果S闭合，滑片P置于最左端时，电流表的示数不为零，向右调节滑片P，恰好使电流表的示数为零，此时M、N 间的电势差为UMN，已知电子质量为m，电荷量为－e，关于通过电流表的电流方向和UMN，下列说法正确的是( )A．从c 到d，UMN＝ B ．从d 到c，UMN＝C．从c 到d，UMN＝ D ．从d 到c，U MN ＝7.颜色不同的 a 光和 b 光由媒质射向空气时，临界角分别为Ca和Cb，且Ca＞Cb，当用a光照射某种金属时发生了光电效应，现改用 b 光去照射，可以断定( )第2 页共10 页A．不一定能发生光电效应B．光电子数目增大C．光电子的最大初动能增大D．光电子数目减少8.关于物质波，下列说法正确的是( )A．速度相等的电子和质子，电子的波长长B．动能相等的电子和质子，电子的波长短C．动量相等的电子和中子，中子的波长短D．甲电子的速度是乙电子的 3 倍，甲电子的波长也是乙电子的 3 倍9.一束波长为7×10－5cm 的光波，每秒钟有3×1015 个光子通过一个与光线垂直的平面．另有一束光，它传输相同的能量，但波长为4×10－5cm.那么这束光每秒钟通过这垂直平面的光子数目为( )A．0.58×1015 个 B ．3×1015个 C ． 1.71×1015 个 D ． 5.25×1015 个10.波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是( )A．光电效应现象揭示了光的波动性B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等11.如图所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的 B 单色光照射光电管时不发生光电效应，则( )A．A光的强度大于B光的强度B．B光的频率大于A光的频率C．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由 a 流向bD．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由 b 流向a第3 页共10 页二、多选题12.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知( )A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动13.以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是( )A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高14. 1922 年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X 射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大．下列说法中正确的是( )A．有些X射线的能量传给了电子，因此X射线的能量减小了B．有些X射线吸收了电子的能量，因此X射线的能量增大了C．X 射线的光子与电子碰撞时，动量守恒，能量也守恒D．X 射线的光子与电子碰撞时，动量不守恒，能量守恒15.某种金属在单色光照射下发射出光电子，光电子的最大初动能( )A．随照射光强度的增大而增大B．随照射光频率的增大而增大第4 页共10 页C．随照射光波长的增大而增大D．与照射光的照射时间无关16.光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是( )A．单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx 大，动量不确定量Δp 小，可以忽略B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp 就不能忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量小，动量不确定量大的缘故D．以上解释都是不对的三、实验题17.如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．(1) 示意图中，a 端应是电源________极．(2) 光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3) 当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则________说法正确．A．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大四、计算题18.一个带电荷量为元电荷的粒子，经206 V 的加速电压由静止加速后，它的德布罗意波长为0.002 nm，试求这个粒子的质量．19.为引起人眼的视觉，进入人眼的绿光的能量至少为每秒E＝10－16J．假设在漆黑的夜晚，在距人s＝100 m远处点亮一只绿光小灯泡，为使人看到它的光线，小灯泡的功第5 页共10 页率至少为多大？( 人用一只眼看，瞳孔直径为 4 mm)20.铝的逸出功是 4.2 eV ，现在将波长200 nm的光照射铝的表面．(1) 求光电子的最大初动能．(2) 求遏止电压．(3) 求铝的截止频率．第6 页共10 页答案解析21.【答案】A【解析】由光速、波长的关系可得出光的频率ν＝，从而?＝hν＝，故 A 选项正确．22.【答案】A【解析】23.【答案】C【解析】根据题意，当电压表读数大于或等于0.60 V 时，即为反向电压为0.6 V 时，从金属出来的电子，在电场阻力作用下，不能到达阳极，则电流表示数为零；根据动能定理，则有光电子的初动能为：E k＝eU＝0.6 eV ，根据爱因斯坦光电效应方程有：W ＝hν－E k＝3.1 eV －0.6 eV ＝2.5 eV ，C正确．24.【答案】C【解析】发生光电效应时，锌板失去电子带正电，用一带负电的金属小球与锌板接触，锌板所带的正电变小，所以验电器指针偏角将减小．若金属小球所带的负电较多，验电器指针偏角会先变小后变大，A、B 错误；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，所以锌板所带的正电变多，验电器的指针偏角将增大， C 正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，红外线照射不一定发生光电效应，所以指针不一定偏转，D错误．25.【答案】C【解析】26.【答案】A【解析】由题意可知，当闭合开关S时，M产生的光电子能到达金属网N，所以电流的方向为从 c 到d；恰好使电流表的示数为零，此时光电子恰好不能到达N，若M、N 间的电势差为UMN，则由动能定理得：2 eUMN＝mv得UMN＝. 故A正确．第7 页共10 页27.【答案】C【解析】根据sin C＝，Ca＞Cb. 知a 光的折射率小于 b 光的折射率，则 a 光的频率小于b 光的频率，用 a 光照射某种金属时发生了光电效应，则 b 光照射一定能发生光电效应，A 错误；光的强度影响单位时间内光电子的数目，而频率的大小与光的强度无关，光的频率与光电子的数目无关，B、D 错误；根据光电效应方程E km＝hν－W0 知，b 光照射产生的光电子最大初动能大，C正确．28.【答案】A【解析】由λ＝可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，A 正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系p＝可知，电子的动量小，波长长，B错误；动量相等的电子和中子，其波长应相等，C错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的 3 倍，甲的动量也是乙的 3 倍，则甲的波长应是乙的，D错误．29.【答案】C【解析】由题意得n1 ＝n2 ，代入数据得n2＝1.71×1015 个，30.【答案】B【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性， A 错误；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性， B 正确；普朗克借助于能量子假说，解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念， C 错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p 也相等，动能则不相等， D 错误．31.【答案】C【解析】根据产生光电效应的条件可知选项A、B均错误；电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故选项C正确，D错误．32.【答案】ACD【解析】温度升高，各种波长的辐射强度都会增加，随着温度的升高，辐射强度的极大值向较短波长方向移动．33.【答案】BC第8 页共10 页【解析】同一物体在一定温度下辐射不同波长的电磁波，在室温下大多数物体辐射不可见的红外光，当温度加热到500℃左右时，开始发出暗红色的可见光，温度上升到1500℃时变成白炽光， A 错，B、C 对，早晚时分太阳呈现红色与太阳和地球间距离有关．34.【答案】AC【解析】在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，能量减小，根据λ＝，知波长增大，碰撞过程系统不受外力，故动量守恒，光子的能量远大于电子的束缚能时，光子与自由电子或束缚较弱的电子发生弹性碰撞，故能量守恒，A、C正确．35.【答案】BD【解析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，由公式E k＝hν－W知，W为逸出功不变，所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率，与入射光的强度、波长及光照时间无关，故B、D正确，A、C错误．36.【答案】ABC【解析】由不确定性关系可知选项A、B、C正确．37.【答案】(1) 正(2) 阴极K 发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M 磁化，将衔铁N 吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N 自动离开M(3)B【解析】38.【答案】1.67×10－27kg【解析】粒子加速后获得的动能为E k＝mv2＝eU 粒子的物质波的波长λ＝粒子的动量p＝mv以上各式联立得m＝＝1.67×10－27kg.39.【答案】10－6W第9 页共10 页【解析】设人眼瞳孔直径为d，由题意知E＝×π( )2解得P＝＝W＝10－6W40.【答案】(1)3.3 ×10－19J(2) 遏制电压约为 2.1 V(3)1.01 ×1015Hz动能为【解析】(1) 根据爱因斯坦光电效应方程得：光电子的最大初－19J E k＝－W≈ 3.3×10(2) 根据动能定理得到：遏止电压U c＝＝V≈ 2.1 V(3) 当光电子逸出时的动能为零时，再减小照射光的频率便不能发生光电效应了，截止频率νc＝＝Hz＝1.01×1015Hz.第10页共10 页。

人教版高中物理选修3-5第17章波粒二象性章末检测题A卷.docx

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）第十七章波粒二象性检测题A卷一、选择题（本题共40小题，每题4分，共40分）1.关于热辐射下列说法中正确的是A．物体在室温时辐射的主要成分是波短较长的电磁波B．随这温度的升高热辐射中较短波长的成分越来越多C．给一块铁块加热依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色D．辐射强度俺波长的分布情况随物体的温度而有所不同，这是热辐射的一种特性2.下列宏观概念中，是量子化的有：A．物体的质量B．弹簧振子的能量C．汽车的个数D．卫星绕地球运行的轨道3.关于康普顿效应下列说法中正确的是A．石墨对X射线散射时，部分射线的波长变长B．康普顿效应仅出现在石墨对X射线的散射中C．康普顿效应证明了光的粒子性D．光子有动量4．一束绿光照射某金属发生了光电效应，对此，以下说法中正确的是[] A．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加C．若改用紫光照射，则逸出光电子的最大初动能增加D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加5.（改编题）关于光的波粒二象性的说法中正确的是A．有的光是粒子，有的光是波B．光子和光电子都是一种粒子C．射线有显著的粒子性，而没有波动性D．光的波长越长，其波动性越明显；波长越短，其粒子性越显著6．下列关于光子的说法中，正确的是A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子B．光子的能量由光强决定，光强大，每份光子的能量一定大C．光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比D．光子可以被电7．某金属在一束绿光的照射下发生了光电效应（）A ．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数不变B ．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加C ．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加D ．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加8．关于光的波粒二象性的叙述中正确的是A.光有波动性，又有粒子性，这是相互矛盾、不统一的B.任何光现象都能明显地显示波动性与粒子性C.大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性D.频率较低的光子往往显示波动性，频率较高的光子往往显示粒子性9．用红光照射光电管发生光电效应时，光电子的最大初动能为E k ，光电流的强度为I ．若改用强度与红光相同的紫光照射同一光电管，则产生的光电子的最大初动能和光电流的强度正确的是（）A ．E k 增大，I 增大B ．E k 增大，I 减小C ．E k 增大，I 不变D ．E k 减小，I 不变10. 如图所示，当电键K 断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零。

人教版高二选修3-5第十七章波粒二象性单元测试

人教版高二选修3-5第十七章波粒二象性单元测试学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列有关说法正确的是（）A．爱因斯坦在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B．玻尔最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性2．关于近代物理实验，下列说法正确的有（）A．黑体辐射的实验表明，微观世界，能量也是连续变化的B．在光电效应实验中，只要入射光照射时间足够长，一定能发生光电效应C．康普顿效应表明，光子除了具有能量之外还具有动量D．一个电子和一个质子具有同样的动能时，质子的德布罗意波波长更长3．关于德布罗意波的波长，下列说法正确的是（）A．质量大的物体，德布罗意波长短B．速度大的物体，德布罗意波长短C．动量大的物体，德布罗意波长短D．动能大的物体，德布罗意波长短4．热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象．辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量．在研究同一物体于不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时，得到如图所示的图线：图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴Mλ表示物体在不同温度下辐射电磁波的强度，则由Mλ—λ图线可知，同一物体在不同温度下，将：A．向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度相同．B．向外辐射的电磁波的波长范围是相同的．C．向外辐射的最大辐射强度随温度升高而减小．D．向外辐射的最大辐射强度的电磁波的波长向短波方向偏移．5．科学家设想在未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船．设某飞船所在地每秒每单位面积接收的光子数为n，光子平均波长为λ，太阳帆板面积为S，反射率为100%，光子动量hpλ=．设太阳光垂直射到太阳帆板上，飞船总质量为m，则飞船加速度的表达式为（）A．nShmλB．2ShnmλC．2mhSnλD．2nhSmλ6．在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上。

人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》检测题(包含答案)

《波粒二象性》检测题一、单选题1．下列说法中正确的是（）A．对于相同质量的核燃料，重核裂变比轻核聚变产生的核能多B．用某种颜色的单色光照射金属表面能发生光效现象形成光电流，增大该单色光强度光电流也会增大C．汤姆孙通过对阴极射线的研究提出了原子核具有复杂的结构D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中2．下列关于光电效应的说法正确的是（）A．光电效应实验说明光具有波粒二象性B．若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，则说明该色光的波长太长C．若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，若增加光照时间有可能使该金属发生光电效应D．逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关3．下列关于近代物理的说法，正确的是（）A．玻尔理论成功解释了各种原子发出的光谱B．能揭示原子具有核式结构的事件是氢原子光谱的发现C．光的波动说在解释光电效应实验现象时遇到了巨大的困难D．质能方程2=揭示了物体的能量和质量之间存在着密切的确定关系，提出这一方程的科E mc学家是卢瑟福4．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。

比较a、b、c三束光，可知（）A．当它们在真空中传播时，c光的波长最长B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大C ．若它们都从玻璃射向空气，c 光发生全反射的临界角最大D ．若它们都能使某种金属产生光电效应，c 光照射出光电子的最大初动能最大5．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．如图给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向，则碰后光子：（）A ．可能沿1方向，且波长变小B ．可能沿2方向，且波长变小C ．可能沿1方向，且波长变长D ．可能沿3方向，且波长变长6．关于近代物理，下列说法错误．．的是 A ．轻核聚变反应方程234112H H He X +→+中，X 表示中子 B ．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C ．原子核的比结合能越大，该原子核越稳定D ．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大7．用频率为υ的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去．已知真空中的光速为c ，普朗克常量为h ，则光子在反射前后动量改变量的大小为（）A ．h c υB ．hc υC ．2hc υD ．2h cυ 8．紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A 为阳极，K 为阴极，只有当明火中的紫外线照射到Κ极时，c 、d 端才会有信号输出．已知地球表面太阳光中紫外线波长主要在315nm-400nm 之间，而明火中的紫外线波长主要在200nm-280nm 之间，下列说法正确的是（）A．要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长应大于280nmB．明火照射到搬时间要足够长，c、d端才有输出电压C．仅有太阳光照射光电管时，c、d端输出的电压为零D．火灾报警时，照射光电管的紫外线波长越大，逸出的光电子最大初动能越大9．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa >λb>λc，用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定 ( )A．a光速照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小．10．用图示装置研究光电效应现象，阴极K与滑动变阻器的中心触头c相连，当滑片P移到c 点时，光电流为零.为了产生光电流，可采取的措施是（）A．增大入射光的频率B．把P向a移动C．把P向b移动D．增大入射光的强度11．某单色光在真空中的波长为λ，已知真空中的光速为 c ，普朗克常量为 h ，则该单色光每个光子的能量为（）A．ℎcλ B．ℎλc C．ℎcλD．ℎcλ二、多选题12．利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为1ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则 ( )A ．用频率为2ν的紫外光(21νν>)照射，电流表一定有电流通过B ．用频率为3ν的红外光(31νν<)照射，电流表中一定无电流通过C ．用频率为1ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端，电流表中一定无电流通过D ．用频率为1ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头向B 端滑动时，电流表示数可能不变13．关于近代物理，下列说法正确的是( )A ．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率B ．核聚变反应方程H ＋H→He ＋n 中， n 表示质子C ．α射线是高速运动的氦原子D ．由玻尔的原子模型可推知，处于激发态的氢原子，量子数越大，核外电子动能越小14．如图所示，为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n =4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 ev 的金属铯，下列说法正确的是A ．这群氢原子能发出六种频率不同的光，其中从n =4跃迁到n=3所发出的光波长最长B ．这群氢原子能发出频率不同的光，其中从n =4跃迁到n =1所发出的光频率最高C ．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 evD ．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.19 ev15．.已知使某种金属发生光电效应的截止频率为νc ，则( )A ．当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B ．当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大，则逸出功增大D ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增加一倍三、实验题16．用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置如图甲所示。

人教版高中物理选修3-5同步练习：第17章《波粒二象性》测试题.docx

高中物理学习材料本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。

)1．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是( )A．光的折射现象、色散现象B．光的反射现象、干涉现象C．光的衍射现象、偏振现象D．光的直线传播现象、光电效应现象解析：因为色散现象说明的是白光是由各种单色光组成的复色光，故A错；由于反射现象并非波动所独有的性质，故B错；直线传播并非波动所独有，且光电效应说明光具有粒子性，故D错；只有衍射现象和偏振现象为波动所独有的性质，所以C正确。

答案：C解析：干涉和衍射现象是波的特性，说明光具有波动性，A对；光的频率越大，波长越短，光子能量越大，故B、C错；光真空中的速度为3.0×108 m/s，故D对。

答案：A、D3．现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。

已知中子质量m＝1.67×10－27 kg，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10 m的热中子动能的数量级为( )A．10－17 J B．10－19 JC．10－21 J D．10－24 J解析：由p ＝h λ及E k ＝p 22m 得，E k ＝h 22m λ2＝ 6.6262×10－682×1.67×10－27×1.822×10－20 J ≈4×10－21J ，C 正确。

答案：C4．下列关于光电效应的说法中，正确的是( ) A ．金属的逸出功与入射光的频率成正比 B ．光电流的大小与入射光的强度无关C ．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大D ．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长大于此波长时，就不能产生光电效应解析：逸出功与入射光无关，反映的是金属材料对电子的束缚能力；A 错误；光强越大，单位时间内入射的光子数越多，逸出的电子数也越多，光电流越大，B 错误；红外线的频率比可见光小，紫外线的频率比可见光大，由E k ＝h ν－W 0知，C 错误；由产生光电效应的条件知，D 正确。

人教版选修3-5第十七章波粒二象性单元测试题含答案解析

人教版选修3－5第十七章波粒二象性单元测试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列说法中,正确的是( )A．爱因斯坦把物理学带进了量子世界B．光的波粒二象性推翻了麦克斯韦的电磁理论.C．光波与宏观现象中的连续波相同D．光波是表示大量光子运动规律的一种概率波.2．下列说法中正确的是（）A．托马斯·杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波B．自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都是偏振光C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在3．以下说法错误的是A．爱因斯坦提出光子说成功地解释了光电效应，说明光具有粒子性B．光的波长越大，光子能量越小C．以不同的惯性系观察同一物体的运动，物体的加速度可能不同，但速度一定相同D．光既有波动性，有具有粒子性，二者并不矛盾4．一束红光从空气射入折射率为1.5的玻璃，则这束红光的能量将( )A．增大B．减小C．不变D．无法确定5．关于下列四幅图说法中错误的是A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．光电效应实验说明了光具有粒子性C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D．在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大6．用紫外线照射锌板表面，可以发生光电效应．下列说法中正确的是（）A．紫外线是原子的内层电子受到激发而产生的，光子能量比红外线的大B．把照射锌板的紫外线减弱，仍能发生光电效应C．若将紫外线的光强增强，则光电子的最大初动能可能会增大D．紫外线照射锌板发生光电效应是紫外线有荧光效应的表现7．已知一束可见光a是由m、n、p三种单色光组成的，检测发现三种单色光中，n、p 两种色光的频率都大于m色光；n色光能使某金属发生光电效应，而p色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a通过三棱镜的情况是（）A．B．C．D．8．下列说法正确的是（）A．X射线是处于激发态的原子核辐射出来的B．康普顿效应和电子的衍射现象说明光和电子都具有波动性C．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论D．汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定其本质是带负电的粒子流并测定了这种粒子的电荷量9．颜色不同的a光和b光由某介质射向空气时，临界角分别为C a和C b，且C a＞C b．当用a光照射某种金属时发生了光电效应，现改用b光照射，则（）A．不一定能发生光电效应B．光电子的最大初动能增加C．单位时间内发射的光电子数增加D．入射光强度增加10．用光照射金属表面，没有发射光电子，这可能是A．入射光强度太小B．照射的时间太短C．光的波长太短D．光的频率太低11．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km．改为频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)()A．E km－hνB．2E km C．E km＋hνD．E km＋2hν12．两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5：4，则这两束光的光子能量和波长之比分别为A．4：54：5 B．5：44：5C．4：55：4 D．5：45：413．经150 V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则() A．所有电子的运动轨迹均相同B．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置14．由不确定性关系可以得出的结论是（）A．如果动量的不确定范围越小，则与它对应位置坐标的不确定范围就越大B．如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大C．动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数D．动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一的确定关系15．研究光电效应时,已经知道金属钠的逸出功为2.29eV,现有大量处于n=4能级的氢原子,用它在跃迁过程中发出的光照射金属钠,氢原子的能级结构图如图所示,则下列说法中正确的是()A．跃迁过程中将释放5种频率的光子B．跃迁过程中释放光子的最小能量为1.89eVC．跃迁过程中释放光子的最大能量为13.6eVD．跃迁过程中释放的光子有4种能引起光电效应16．在光电效应实验中，用光照射光电管阴极，发生了光电效应．如果仅减小光的强度而频率保持不变，下列说法正确的是A．光电效应现象消失B．金属的逸出功减小C．光电子的最大初动能变小D．光电流减小17．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是（）A．光的折射现象.色散现象B．光的反射现象.干涉现象C．光的衍射现象.偏振现象D．光的直线传播现象.光电效应现象18．假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子发生碰撞后，电子向某一方向运动，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光子的散射，散射后的光子跟原来相比A．光子将从电子处获得能量，因而频率增大B．散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上C．由于电子受到碰撞，散射光子的频率低于入射光子的频率D．散射光子虽改变原来的运动方向，但频率不变.19．已知一束可见光a是由m、n、p三种单色光组成的，检测发现三种单色光中，n、p两种色光的频率都大于m色光；n色光能使某金属发生光电效应，而p色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a通过三棱镜的情况是（）A．B．C．D．20．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子极短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意如图．用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为v的强激光照射阴极k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在k、A 之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）A．U=hve-weB．U=2hve-weC．U=2hv-W D．U=5hv2e-we21．如图所示为氢原子的能级图．用大量能量为12.76eV的光子照射一群处于基态的氢原子，氢原子发射出不同波长的光波，其中最多包含有几种不同波长的光波()A．3种B．4种C．5种D．6种二、多选题22．在学习物理过程中也应加强物理学史的学习，物理学家们研究问题的思维方法对我们探究真理有着重要的指导意义．以下有关说法符合物理学发展史的是（）A．著名的比萨斜塔实验证实了物体越重下落越快B．胡克通过实验发现，在一定条件下弹簧弹力与其形变量大小成正比C．卢瑟福在实验室第一次发现了天然放射性现象D．爱因斯坦成功用光子说解释了光电效应现象23．下列对光的描述正确的是（）A．大量光子的行为表现为粒子性，个别光子的行为表现出波动性B．光电效应显示光的粒子性C．光的波动性是光本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的D．不同元素的原子具有不同的物征谱线是因为其辐射（或吸收）的光子能量是量子化的E.用光照射晶体，入射光子与晶体中的电子碰撞，光子动量减小，波长减小24．关于对光的本性的认识,下列说法中正确的是（）A．牛顿的微粒说与惠更斯的波动说第一次揭示了光具有波粒二象性B．牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说没有本质的区别C．麦克斯韦从理论上指出电磁波传播速度跟光速相同,他提出光是一种电磁波D ．麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说说明光具有波粒二象性25．光电效应的实验结论是：对于某种金属A ．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B ．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C ．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D ．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大26．用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用频率为v 1的光照射时，遏止电压的大小为U 1，当用频率为v 2的光照射时，遏止电压的大小为U 2．已知电子电量的大小为e ，则下列表示普朗克常量和该种金属的逸出功正确的是 ( )A ． 1212()e U U h νν-=- B ． 1212()e U U h νν+=- C ．1221012eU eU W νννν-=- D ．1221012eU eU W νννν+=- 27．云室能显示射线的径迹，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向和半径大小就能判断粒子的属性，放射性元素A 的原子核静止放在磁感应强度B =2.5T 的匀强磁场中发生衰变，放射出粒子并变成新原子核B ，放射出的粒子与新核运动轨迹如图所示，测得两圆的半径之比R 1：R 2=42：1，且R 1=0.2m ，已知α粒子质量m α=6.64×10-27kg ，β粒子质量m β=9.1×10-31kg ，普朗克常量取h =6.6×10-34J ﹒s ，电子带电量e =1.6×10-19C ，下列说法正确的是（）A ．新原子核B 的核电荷数为84B ．放射性元素A 原子核发生的是β衰变C ．衰变放射出的粒子的速度大小为2.41×107m/sD ．如果A 原子核衰变时释放出一种频率为1.2×1015Hz 的光子，那么这种光子能使逸出功为4.54eV 的金属钨发生光电效应28．铯的极限频率为4.5×1014Hz,下列光中可使其发生光电效应的是（）A ．真空中波长为0.9μm 的红外线B ．真空中波长为0.7μm 的红光C ．真空中波长为0.45μm 的紫光D ．真空中波长为0.3μm 的紫外线29．如图是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量346.6310h J s -=⨯⋅，由图可知( )A ．该金属的截止频率为144.3010Hz ⨯B ．该金属的截止频率为145.510Hz ⨯C ．该图线的斜率表示普朗克常量D ．该金属的逸出功为0.5eV30．利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为1ν的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则 ( )A ．用频率为2ν的紫外光(21νν>)照射，电流表一定有电流通过B ．用频率为3ν的红外光(31νν<)照射，电流表中一定无电流通过C ．用频率为1ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端，电流表中一定无电流通过D ．用频率为1ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头向B 端滑动时，电流表示数可能不变参考答案1．D【解析】普朗克创立了量子理论，把物理学带进了量子世界，A错误；麦克斯韦根据他的电磁理论，认为光是一种电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在，电磁波传播速度跟光速相同，他提出光是一种电磁波，光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量公式E=ℎν中，频率ν表示波的特征，E表示粒子的特征，B错误；光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波，光波与宏观现象中的连续波是不相同的，C错误D正确．2．B【解析】试题分析：托马斯·杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波，故A错误；自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都是偏振光，故B正确；光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，是波长变长，由条纹间距公式，可知干涉条纹间距变宽，故C错误；麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由赫兹用实验证实电磁波的存在，故D错误．考点：光的干涉、衍射、偏振，麦克斯韦电磁场理论3．C【详解】A．爱因斯坦提出光子说成功地解释了光电效应，说明光具有粒子性，选项A正确，不符合题意；B．根据hcEλ=可知，光的波长越大，光子能量越小，选项B正确，不符合题意；C．根据相对论原理，以不同的惯性系观察同一物体的运动，物体的加速度和速度都不相同，选项C错误，符合题意；D．光既有波动性，又具有粒子性，光具有波粒二象性，故D正确，不符合题意．故选C.4．C【解析】试题分析：根据爱因斯坦的光子说，光子的能量为，光子的能量由光的频率决定，光的频率由光源决定与通过哪些介质无关，所以红光的能量不变，C项正确；A、B、D项错误．考点：本题考查了爱因斯坦光子说5．A【详解】原子中的电子绕原子核高速运转时，在自己固定的轨道运转，只有当吸收一定的能量会向高能级跃迁，向外辐射一定的能量会向低能级跃迁，因此Ａ错误光电效应说明光具有粒子性，Ｂ正确电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，Ｃ正确在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，D 正确考点：原子物理6．B【分析】紫外线是原子的外层电子受到激发而产生的，光子能量与频率成正比；产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关．根据爱因斯坦光电效应方程分析得知光电子的最大初动能随入射光频率增大而增大，与入射光的强度无关．【详解】紫外线是原子的外层电子受到激发而产生的，光子能量E=hγ，光子的能量与频率成正比，紫外线的频率比红外线高，则光子能量比红外线大．故A 错误．产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关．所以把照射锌板的紫外线减弱，由于频率未变，仍能发生光电效应．故B 正确．若将紫外线的光强增强，频率没有改变，根据E k =hγ-W 可知，光电子的最大初动能不变．故C 错误．紫外线照射锌板发生光电效应是锌板在紫外线照射下发射出了电子，而不是紫外线有荧光效应的表现．故D 错误．故选B ． 7．A【解析】试题分析：由于n 色光能使某金属发生光电效应，而p 色光不能使该金属发生光电效应，故n 的频率大于p 的，三种色光之间的频率大小关系为：n p m f f f ＞＞，同一种介质对频率越大的单色光的折射率也越大，所以经棱镜后偏折角度也越大.，故BCD 错误，A 正确．考点：光的折射定律；光电效应．点评：要能够根据各种单色光的频率、折射率、波长等之间大小关系所遵循规律进行有关问题的解答．8．C【解析】【详解】A．X射线是因为原子的内层电子受到激发产生的，故A错误；B．康普顿效应说明了光子具有粒子性，电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性，故B错误；C．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故C正确；D．汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定其本质是带负电的粒子流，密立根利用油滴实验测定了这种粒子的电荷量，故D错误。

人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性单元测试含答案

绝密★启用前人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性单元测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱．在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是()A．电子显微镜分辨本领较强B．质子显微镜分辨本领较强C．两种显微镜分辨本领相同D．两种显微镜分辨本领无法比较2.假如一个光子与一个静止的不受任何外力作用的电子发生碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，电子被碰撞后也因此获得了一定的动量p，关于在这个碰撞的过程中，以下说法中正确的是()A．该碰撞过程中动量不守恒，能量守恒B．碰撞前、后的光子在同一种介质中传播时，碰撞前的光子的速度更大C．碰撞前、后光子的频率不变D．电子被碰撞后，它的德布罗意波长为(h为普朗克常量)3.光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明()A．光是机械波，且可以携带信息B．光具有波动性，且可以携带信息C．光具有粒子性，但不可携带信息D．光具有波粒二象性，但不可携带信息4.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率v变化的E k－ν图象，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将两者的图象分别用实线与虚线画在同一个E k－ν图上，则下图中正确的是()A．B．C．D．5.对“光的波粒二象性”理解正确的是()A．光既是一种波，又是一种粒子B．个别光子是粒子，大量光子是波C．光直线传播时表现为粒子性，发生干涉时表现为波动性D．在光的干涉条纹中，明条纹是光子能够到达的地方，暗条纹是光子不能到达的地方6.关于对黑体的认识，下列说法正确的是()A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体7.下列说法正确的是()A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长8.已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线1所示．现用某单色光照射金属甲的表面，产生光电子的最大初动能为E1，若用同样的单色光照射金属乙表面，产生的光电子的最大初动能如图所示．则金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系图线应是()A．aB．bC．cD．上述三条图线都有可能9.用波长为2.0×10－7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，结果取两位有效数字)()A． 5.5×1014HzB． 7.9×1014HzC． 9.8×1014HzD． 1.2×1015Hz10.如图所示，四个示意图所表示的实验中，能说明光具有粒子性的是()A．B．C．D．二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大．下列说法中正确的是()A．有些X射线的能量传给了电子，因此X射线的能量减小了B．有些X射线吸收了电子的能量，因此X射线的能量增大了C． X射线的光子与电子碰撞时，动量守恒，能量也守恒D． X射线的光子与电子碰撞时，动量不守恒，能量守恒12.(多选)对光的认识，以下说法中正确的是()A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．高频光是粒子，低频光是波C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显13.(多选)研究光电效应实验电路图如图a所示，其光电流与电压的关系如图b所示．则下列说法中正确的是()A．若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动，光电流一定增大B．图线甲与乙是同一种入射光，且入射光甲的强度大于乙光的强度C．由图可知，乙光的频率小于丙光的频率D．若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小14.(多选)在单缝衍射实验中，()A．缝越窄，粒子位置的不确定性越大B．缝越宽，粒子位置的不确定性越大C．缝越窄，粒子动量的不确定性越大D．缝越宽，粒子动量的不确定性越大分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.已知某种紫光的波长为440nm，要使电子的德布罗意波长为这种紫光波长的万分之一，电子的速度应该为多大？要把电子从静止加速到这样的速度，加速电压是多大？(已知电子质量m＝9.1×10－31kg，电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)16.已知＝5.3×10－35J·s.试求下列情况中子弹和电子的位置的不确定量的大小．(1)一颗质量为10 g的子弹，具有200 m/s的速率，其动量的不确定量为动量的0.01%；(2)一电子具有200 m/s的速率，其动量的不确定量为动量的0.01%(电子质量为9.1×10－31kg)．17.质子和电子分别以速度v＝4.0×107m/s运动，试比较它们的物质波的波长大小．(电子质量为m e ＝9.1×10－31kg，质子质量为m H＝1.67×10－27kg)18.太阳的辐射功率(太阳每秒辐射的能量)为38.6×1025J/s，已知射到大气层的太阳能只有45%到达地面，另有55%被大气层吸收和反射，而未到达地面．若射到地球上的太阳光可视为垂直于地球表面，把太阳光看成是频率为5×1014Hz的单色光，求地球表面上1 cm2的面积每秒接收到多少个光子？已知太阳到地球的距离为R＝1.5×1011m．(最后结果保留两位有效数字)答案1.【答案】B【解析】在电场中加速eU＝mv2＝，又由物质波公式λ＝得λ＝，所以经相同电压加速后的质子与电子相比，质子的物质波波长短，波动性弱，从而质子显微镜分辨本领较强，即B选项正确．2.【答案】B【解析】光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，A错误；光子与电子碰撞后，电子能量增加，光子能量减小，根据E＝hf，光子的频率减小，光的波长λ＝不变；故光的波速v＝λf减小，故B正确，C错误；碰撞过程光子和电子的总动量守恒，光子速度反向，故动量变化量大小为2p，故电子的动量改变量也为2p，初动量为零，末动量为2p，故德布罗意波的波长为λ＝，故D错误．3.【答案】B【解析】光是电磁波，不是机械波，A错误；光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，该现象说明光具有波动性，没有涉及粒子性，且电磁波可以携带信息，B正确，C、D错误．4.【答案】A【解析】根据光电效应方程有：E k＝hν－W，由此可知在E k－ν图象中，斜率表示普朗克常数h，横轴截距大小表示该金属极限频率的大小，由题意可知锌的逸出功大于钨的逸出功，故由ν0＝可知锌的极限频率大于钨的极限频率，故B、C、D错误，A正确．5.【答案】C【解析】波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量，A错误；少量的粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性．不是个别光子是粒子，大量光子是波，B错误；光直线传播时表现为粒子性，发生干涉时表现为波动性，C正确；在光的干涉条纹中，明条纹是光子到达几率比较高的地方，暗条纹是光子到达几率比较小的地方，D错误．6.【答案】C【解析】黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故A错误；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故B错，C对；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误．7.【答案】A8.【答案】A【解析】E k与ν关系图线的横轴截距表示截止频率．a图线的截止频率比1图线大，根据E k＝hν－hν0，所以用同样的光照射，在金属乙上产生光电子最大初动能比照射到金属甲上小，A正确；b 图线的截止频率与1图线相同，根据E k＝hν－hν0，所以用同样的光照射，在金属乙上产生光电子最大初动能与照射到金属甲上的相同，B错误；c图线的截止频率比1图线小，根据E k＝hν－hν0，用同样的光照射，在金属乙上产生光电子最大初动能比照射到金属甲上大，故C错误．9.【答案】B【解析】由爱因斯坦的光电效应方程＝E km＋W0，而金属的逸出功W0＝hν0，由以上两式得，钨的极限频率为：ν0＝－＝7.9×1014Hz，B项正确．10.【答案】C11.【答案】AC【解析】在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，能量减小，根据λ＝，知波长增大，碰撞过程系统不受外力，故动量守恒，光子的能量远大于电子的束缚能时，光子与自由电子或束缚较弱的电子发生弹性碰撞，故能量守恒，A、C正确．12.【答案】AD【解析】个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，频率高的光粒子性强，频率低的光波动性强，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，所以正确选项为A、D.13.【答案】BC【解析】滑动变阻器向右移时，光电流可能增大，也可能已达到饱和值而不变，A错误；截止电压相同，说明最大初动能相同，说明甲与乙是同一种入射光；饱和光电流不同，说明入射光甲的强度大于乙光的强度，B正确；截止电压越大，说明入射光频率越大，C正确；逸出功只与金属本身性质有关，D错误．14.【答案】BC【解析】由不确定性关系ΔxΔp≥知，缝越宽，粒子位置的不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，因此选项B、C正确．15.【答案】 1.66×107m/s7.8×102V【解析】若电子的波长λ＝＝4.4×10－11m，电子的速度应为v＝＝＝m/s≈1.66×107m/s.若加速电压为U，则有E＝mv2＝eU，则U＝＝V≈7.8×102V.16.【答案】(1)2.65×10－31m(2)2.91×10－3m【解析】(1)子弹的动量p＝mv＝0.01×200 kg·m/s＝2.0 kg·m/s动量的不确定量Δp＝0.01%×p＝2.0×10－4kg·m/s由不确定关系ΔxΔp≥，得子弹位置的不确定量Δx≥＝2.65×10－31m.(2)同理，电子动量的不确定量Δp′＝9.1×10－31×200×0.01%＝1.8×10－32kg·m/s电子位置的不确定量Δx≥≈2.91×10－3m.17.【答案】电子的波长大于质子的波长【解析】根据物质波公式λ＝对于电子：p e＝m e v＝9.1×10－31×4×107kg·m/s＝3.64×10－23kg·m/s对于质子：p H＝m H v＝1.67×10－27×4×107kg·m/s＝6.68×10－20kg·m/s可得λe＝＝1.8×10－11mλH＝＝1.0×10－14m由计算可知，电子的德布罗意波的波长大于质子的德布罗意波的波长．18.【答案】1.9×1017个【解析】设想有一个以太阳中心为圆心，以太阳到地球表面距离(近似等于太阳到地球的距离R)为半径的大球，这个大球面上单位面积每秒接收到辐射的功率为P0′＝(式中P为太阳的辐射功率)，则地球表面上1 cm2的面积每秒接收到的能量P0＝P0′×45%×10－4＝38.6×1025×J＝6.15×10－2J.设地球表面上1 cm2的面积每秒接收到的光子数为n，由于光子的能量E＝hν，则n＝＝个≈1.9×1017个．。

人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性测试含答案和详细解析

绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性测试本试卷共100分，考试时间120分钟。

(完整版)人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》单元检测题(解析版)

《波粒二象性》单元检测题一、单选题1.一束波长为7×10－5cm的光波，每秒钟有3×1015个光子通过一个与光线垂直的平面．另有一束光，它传输相同的能量，但波长为4×10－5cm.那么这束光每秒钟通过这垂直平面的光子数目为( )A．0.58×1015个 B．3×1015个 C． 1.71×1015个 D． 5.25×1015个2.质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则描述该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)( )A．保持不变B．变为原来波长的两倍C．变为原来波长的一半D．变为原来波长的四倍3.下列说法正确的是( )A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长4.真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成，极板面积为S，间距为d.现用波长为λ(λ1<λ<λ2)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q正比于( )A．() B．() C．() D．() 5.近年来军事行动中，士兵都配带“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为( )A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B．一切物体均在不停地辐射红外线C．一切高温物体均在不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线6.下列有关黑体辐射的说法中，正确的是( )A．温度越高，黑体辐射的强度越大B．温度越高，黑体辐射的强度越小C．黑体辐射的强度与温度无关D．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动7.下列说法中正确的是( )A．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象B．只要增大入射光强度，就一定能发生光电效应C．如果能发生光电效应，只增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子数目不变D．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方8.如图所示，一个粒子源产生某种粒子，在其正下方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在下方的荧光屏上使荧光屏发光，那么在荧光屏上将看到( )A．只有两条亮纹B．有多条明暗相间的条纹C．没有亮纹D．只有一条亮纹9.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往表现出粒子性10.光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程，对此下列说法正确的是( )A．两种效应中电子与光子组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律B．两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程C．两种效应都属于吸收光子的过程D．光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应相当于光子和电子弹性碰撞的过程11.1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为λ＝，p为物体运动的动量，h 是普朗克常量．同样光也有具有粒子性，光子的动量为p＝.根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个γ光子，会发生下列情况：设光子频率为ν，则光子能量E＝hν，光子动量p＝＝，被电子吸收后有hν＝mv2，＝mv，由以上两式可解得：v＝2c，电子的速度为两倍光速，显然这是不可能的．对此，下列分析、判断正确的是( )A．因为在微观世界动量守恒定律不适用，上述推理错误，所以电子可能完全吸收一个γ光子B．因为在微观世界能量守恒定律不适用，上述推理错误，所以电子可能完全吸收一个γ光子C．动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用的规律，所以唯一结论是电子不可能完全吸收一个γ光子D．以上分析、判断都不对12.下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是( )A．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子B．由光电效应现象可知光子与电子是同一种粒子C．在一束光中，光子间的相互作用使光表现出波的性质D．光是一种波，同时也是一种粒子，在光子能量ɛ＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性二、多选题13. 用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中正确的是( )A．两束紫外线光子总能量相同B．从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能相同C．在单位时间内从不同的金属表面逸出的光电子数相同D．从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能不同14.在光电效应实验中，采用极限频率为νc＝5.5×1014Hz钠阴极，已知普朗克常量h ＝6.6×10－34J·s，电子质量m＝9.1×10－31kg.用频率ν＝7.5×1014Hz的紫光照射钠阴极产生光电子的( )A．动能的数量级为10－19JB．速率的数量级为108m/sC．动量的数量级为10－27kg·m/sD．德布罗意波长的数量级为10－9m15.在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如图甲，并记录相关数据．对于这两组实验，下列判断正确的是( )A．饱和光电流一定不同B．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压U c不同C．光电子的最大初动能不同D．分别用不同频率的光照射之后绘制U c～ν图象(ν为照射光频率，图乙为其中一小组绘制的图象)，图象的斜率可能不同16.以下说法正确的是( )A．从光的概念上看，光波是一种概率波B．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子的粒子性C．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性D．每一个粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波后来称为物质波17.如图所示，与锌板相连的验电器的铝箔原来是张开的，现在让弧光灯发出的光照射到锌板，发现与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，此实验事实说明( )A．光具有波动性B．光具有粒子性C．若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角则一定会变得更大D．验电器的铝箔原来带正电三、实验题18.如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．(1)示意图中，a端应是电源________极．(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则________说法正确．A．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大四、计算题19.红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道的闪光，每道闪光称为一个脉冲．现有一红宝石激光器，发射功率为P＝1.0×106W，所发射的光脉冲持续时间Δt＝1.0×10－11s，波长为693.4 nm (1 nm＝10－9m)，求：(1)每个光脉冲的长度．(2)每个光脉冲含有的光子数．(已知h＝6.63×10－34J·s)20.质量为m＝6.64×10－27kg的α粒子通过宽度为a＝0.1 mm的狭缝后，其速度的不确定量约为多少？若其速度v＝3×107m/s，它能否看成经典粒子？21.波长为λ的单色光照射某金属M表面发生光电效应，发射的光电子(电荷量绝对值为e，质量为m)经狭缝S后垂直进入磁感应强度为B的均匀磁场，如图所示，今已测出电子在该磁场中做圆周运动的最大半径为R，求：(1)金属材料的逸出功；(2)反向遏止电压．答案解析1.【答案】C【解析】由题意得n1＝n2，代入数据得n2＝1.71×1015个，2.【答案】C【解析】质量为m的粒子运动速度为v，其动量p＝mv，所以对应的物质波的波长为λ＝，现将粒子的速度增大为2v，则描述该粒子的物质波的波长将变为原来波长的一半．3.【答案】A【解析】4.【答案】D【解析】由C＝可知，Q＝CU＝U，从金属板钾中打出的光电子的最大初动能E km ＝h－h，当eU＝E km时极板上带电荷量最多，联立可知D项正确．5.【答案】B【解析】一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标从而采取有效的行动，故只有B正确．6.【答案】A【解析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，A正确．7.【答案】D【解析】概率波是物质波，传播不需要介质，而机械波传播需要介质，故概率波和机械波的本质是不一样的，但是都能发生干涉和衍射现象，A错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关，B错误；如果能发生光电效应，只增大入射光强度，则光子的密集程度增加，故单位时间内逸出的光电子数目增加，C 错误；光波是概率波，故光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方，D正确．8.【答案】B【解析】由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动规律支配，对大量粒子运动到达屏上的某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，所以B正确．9.【答案】C【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子．光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著；光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，其粒子性就很显著，所以C正确．10.【答案】D【解析】光电效应吸收光子放出电子，其过程能量守恒，但动量不守恒，康普顿效应相当于光子与电子弹性碰撞的过程，并且遵守动量守恒定律和能量守恒定律，两种效应都说明光具有粒子性，故D正确．11.【答案】C【解析】动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用的规律，故选项C正确，选项A、B、D错误．12.【答案】D【解析】波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著，A 错误；光子是电磁波，而电子是实物粒子，B错误；在一束光中，光子间的相互作用不影响光的波动性与粒子性，C错误；光是一种波，同时也是一种粒子，在光子能量ɛ＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性，它体现了光的波动性与粒子性的统一，D正确．13.【答案】ACD【解析】它们的频率相同，则两束紫外线光子总能量相同，A正确；根据光电效应方程E k＝hν－W，入射光的频率相同，因两种金属的逸出功不同，所以光电子的最大初动能不同，B错误，D正确；单位时间内产生的光电子数目与入射光的强度有关，故强度相同的紫外线照射的金属，单位时间内产生的光电子数目相同，C正确．14.【答案】AD【解析】15.【答案】BC【解析】虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流不一定相同，A错误；根据光电效应方程E km＝hν－W0和eU c＝E km得出，相同频率，不同逸出功，光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，B、C正确；因为U c＝－，知图线的斜率等于，从图象上可以得出斜率的大小，已知电子电量，可以求出斜率与普朗克常量有关， D错误．16.【答案】AD【解析】光波是一种概率波，A正确；电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，B错误；光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性，C错误；与实物粒子相联系的波称为物质波，故D正确．17.【答案】BD【解析】光电效应说明光具有粒子性，A错误，B正确．若改用激光器发出的红光照射锌板，不一定能使锌板发生光电效应，故其夹角不一定会变得更大，C错误．弧光灯照射锌板发生光电效应现象，电子从锌板逸出，锌板带上正电，铝箔张角变大，说明其原来带正电，D正确．18.【答案】(1)正 (2)阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化，将衔铁N吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M(3)B【解析】19.【答案】(1)3.0×10－3m (2)0.34×1014个【解析】(1)光脉冲的长度即光在一个脉冲时间内传播的距离，根据s＝ct可知每个光脉冲的长度s＝cΔt＝3×108×1.0×10－11＝3.0×10－3m(2)根据E＝Pt可知每个光脉冲含有的能量为E＝1.0×106×1.0×10－11J ＝10－5J而每个光子的能量ɛ＝hν＝h故每个光脉冲含有的光子数n＝≈0.34×1014个．20.【答案】8×10－5m/s 能【解析】α粒子位置不确定量Δx＝a，由不确定性关系ΔxΔp≥及Δp＝mΔv，得Δv≥≈8×10－5m/s，因为v≥Δv，所以能看成经典粒子处理．21.【答案】(1)－(2)【解析】(1)电子在磁场中半径最大时对应的初动能最大，由洛伦兹力提供向心力，则有：Bev m＝再由爱因斯坦的光电效应方程可得：E k＝hν－W0＝mv且ν＝解得：W0＝－E k＝－(2)依据mv＝eU c，则有：U c＝。

人教版高中物理选修3-5同步练习：第17章《波粒二象性》测试2.docx

高中物理学习材料桑水制作2014.4说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1.下列关于光电效应的说法正确的是（）A.若某材料的逸出功是W ，则它的极限频率hWv0 B.光电子的初速度和照射光的频率成正比 C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大解析：由光电效应方程k E =hv -W 知，B 、C 错误，D 正确.若k E =0，得极限频率0v =hW ,故A 正确.答案AD2.在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（） A.光的折射现象、偏振现象 B.光的反射现象、干涉现象 C.光的衍射现象、色散现象 D.光电效应现象、康普顿效应解析：本题考查光的性质.干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现，只有光电效应现象和康普顿效应都是光的粒子性的表现，D 正确.答案D3.关于光的波粒二象性的理解正确的是（） A.大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性 B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C.高频光是粒子，低频光是波D.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著解析：根据光的波粒二象性知，A 、D 正确，B 、C 错误. 答案AD4.当具有5.0 eV 能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为（）A.1.5 eVB.3.5 eVC.5.0 eVD.6.5 eV 解析：本题考查光电效应方程及逸出功.由W hv E k -=得W =hv -k E =5.0 eV-1.5 eV=3.5 eV 则入射光的最低能量为h m in v =W =3.5 eV 故正确选项为B. 答案B解析：由动量守恒定律知,吸收了紫外线光子的3O 分子与光子原来运动方向相同.故正确选项为B.答案B6.关于光电效应，以下说法正确的是（） A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B.光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C.能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D.用频率是1v 的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是2v 的黄光照射该金属一定不发生光电效应解析：本题考查光电效应.由光电效应方程知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是正比关系，A 错.光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初动能无关，B 错.用频率是1v 的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是2v 的黄光照射该金属不一定不发生光电效应，D 错、C 对.答案C7.在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是（） A.使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样 B.单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C.光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D.单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性解析：根据光的波粒二象性知，A 、D 正确，B 、C 错误. 答案AD8.用波长为1λ和2λ的单色光A 和B 分别照射两种金属C 和D 的表面.单色光A 照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B 照射时，只能使金属C 产生光电效应现象，不能使金属D 产生光电效应现象.设两种金属的逸出功分别为C W 和D W ，则下列选项正确的是（）A. 1λ＞2λ,C W ＞D WB. 1λ＞2λ,C W ＜D WC. 1λ＜2λ,C W ＞D WD. 1λ＜2λ,C W ＜D W解析：由题意知，A 光光子的能量大于B 光光子，根据E =hv =hλc,得1λ＜2λ；又因为单色光B 只能使金属C 产生光电效应现象，不能使金属D 产生光电效应现象，所以C W ＜D W ,故正确选项是D.答案D9.光子有能量，也有动量p =λh，它也遵守有关动量的规律.如图所示，真空中有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴O O 在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片.当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于此装置开始时转动情况（俯视）的下列说法中正确的是（）A.顺时针方向转动B.逆时针方向转动C.都有可能D.不会转动解析：本题考查光子的动量.光照射到黑纸片上被吸收，照射到白纸片上被反射，因此白纸片受到的冲量大，装置逆时针转动.故正确选项为B.答案B10.如图所示为一光电管的工作原理图，当用波长为λ的光照射阴极K 时，电路中有光电流，则（）A.换用波长为1λ(1λ＞λ)的光照射阴极K 时，电路中一定没有光电流B.换用波长为2λ (2λ＜λ)的光照射阴极K 时，电路中一定有光电流C.增加电路中电源的路端电压，电路中的光电流一定增大D.将电路中电源的极性反接，电路中可能还有光电流解析：用波长为λ的光照射阴极K ，电路中有光电流，表明λ小于该金属的极限波长0λ，换用波长为1λ照射，虽然1λ＞λ，但是1λ不一定大于0λ,所以用波长为1λ的光照射时，可能仍有光电流，故A 错误.用波长为2λ (2λ＜λ)的光照射阴极K 时，因2λ＜λ＜0λ,故电路中一定有光电流，B 对.如果电源的端电压已经足够大，阴极K 逸出的光电子都能全部被吸引到阳极形成光电流，此时再增大路端电压，电路中的光电流也不再增大，C 错.将电路中电源的极性反接，具有最大初动能的光电子有可能能够克服电场阻力到达阳极A ，从而形成光电流，所以D 正确.答案BD第Ⅱ卷（非选择题共60分）二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.如右图所示，一验电器与锌板相连，在A 处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角.（1）现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将（填“增大”“减小”或“不变”）.（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转.那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针（填“有”或“无”）偏转.解析：当用紫外光照射锌板时，锌板发生光电效应，放出光电子而带上了正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，从而指针发生了偏转.当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏转减小.使验电器指针回到零，用钠灯黄光照射，验电器指针无偏转，说明钠灯黄光的频率小于极限频率，红外光比钠灯黄光的频率还要低，更不可能发生光电效应.能否发生光电效应与入射光的强度无关.答案（1）减小（2）无12.在某种介质中，某单色光的波长为λ，已知该色光光子能量为E ，光在真空中的速度为c ，则该介质对这种色光的折射率为 .解析：由E =hv 得色光频率：v =h E 单色光在介质中传播的速度：v =h Ev λλT λ==介质对这种色光的折射率：n =Ehcv c λ=.答案Ehc λ13.在绿色植物的光合作用中，每放出一个氧分子要吸收8个波长为6.68×10-7m 的光子，同时每放出1 mol 氧气，植物储存469 kJ 的能量.则绿色植物能量转化效率为（普朗克常量h =6.63×10-34J ·s ）.解析：吸收的能量为E =8N A hλc =8×6.0×1023×6.63×10-34×781068.6100.3-⨯⨯J =1.43×106J则能量转化效率为η=E E '×100%=651043.11069.4⨯⨯×100%=33%.答案33%14.康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量，下图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向运动，并且波长（填“不变”“变小”或“变长”）.解析：因光子与电子碰撞过程动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前的方向一致，可见碰后光子的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由E =hv 知，频率变小，再根据c =λv 知，波长变长.答案1 变长15.实验室用功率P =1 500 W 的紫外灯演示光电效应.紫外线波长λ=2 537︒A ,阴极离光源距离d =0.5 m,原子半径取r =0.5×10-10m,则阴极表面每个原子每秒钟接收到的光子数为.解析：以紫外灯为圆心，作半径为d 的球面，则每个原子每秒钟接收到的光能量为E =⨯24ππP πr 2=3.75×10-20J 因此每个原子每秒钟接收到的光子数为n =hcE hv E λ==5个. 答案5个三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.（8分）为引起人眼的视觉，进入人眼的绿光的能量至少为每秒E =10-16J.假设在漆黑的夜晚，在距人s =100 m 远处点亮一只绿光小灯泡，为使人看到它的光线，小灯泡的功率至少为多大？（人用一只眼看，瞳孔直径为4 mm ）解析：由题意知E =22)2π(4π1·d s P ⨯解得P =W 10W )104(1001016166-2321622=⨯⨯⨯=--d Es . 答案W 10-617.（9分）分别用λ和43λ的单色光照射同一金属，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2.以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功是多大？解析：设此金属的逸出功为W ,根据光电效应方程得如下两式：当用波长为λ的光照射时：W hcE k -=λ1 ① 当用波长为34λ的光照射时：W hcE k -=3λ42 ②又2121=K k E E ③解①②③组成的方程组得：λ32hcW =. ④答案λ32hc18.（11分）纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面.将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官.糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果.一台功率为10 W 氩激光器，能发出波长λ=500 nm 的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要2×10-3 J 的能量，则每次“点焊”视网膜的时间是多少？在这段时间内发出的激光光子的数量是多少？解析：（1）根据E =Pt ,所以t =101023-⨯=PE s=2×10-4s.（2）由E =n 0E =nhλc得： n =83493100.31063.610500102λ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=---hc E 个=5×1015个.答案2×10-4s 5×1015个19.（12分）如图所示，伦琴射线管两极加上一高压电源，即可在阳极A 上产生X 射线.（h =6.63×10-34 J ·s,电子电荷量e =1.6×10-19C)（1）如高压电源的电压为20 kV ，求X 射线的最短波长;（2）如此时电流表读数为5 mA ，1 s 内产生5×1013个平均波长为1.0×10-10m 的光子，求伦琴射线管的工作效率.解析：（1）X 射线管阴极上产生的热电子在20 kV 高压加速下获得的动能全部变成X 光子的能量，X 光子的波长最短.由W =Ue =hv =hc /λ得λ=Uehc =194834106.11021031063.6--⨯⨯⨯⨯⨯⨯m =6.2×10-11m.（2）高压电源的电功率 P 1=UI=100 W每秒产生X 光子的能量 P 2=nhc /λ=0.1 W 效率为η=12P P =0.1%. 答案（1）6.2×10-11m (2)0.1%。

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《波粒二象性》测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。

)1．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是( ) A ．光的折射现象、色散现象 B ．光的反射现象、干涉现象 C ．光的衍射现象、偏振现象D ．光的直线传播现象、光电效应现象解析：因为色散现象说明的是白光是由各种单色光组成的复色光，故A 错；由于反射现象并非波动所独有的性质，故B 错；直线传播并非波动所独有，且光电效应说明光具有粒子性，故D 错；只有衍射现象和偏振现象为波动所独有的性质，所以C 正确。

答案：C2．下列说法中正确的是( )A ．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B ．光的频率越大，波长越长C ．光的波长越大，光子的能量越大D ．光在真空中的传播速度为3.0×108 m/s解析：干涉和衍射现象是波的特性，说明光具有波动性，A 对；光的频率越大，波长越短，光子能量越大，故B 、C 错；光真空中的速度为3.0×108 m/s ，故D 对。

答案：A 、D3．现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。

已知中子质量m ＝1.67×10－27kg ，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10m 的热中子动能的数量级为( ) A ．10－17J B ．10－19J C ．10－21JD ．10－24J解析：由p ＝h λ及E k ＝p 22m 得，E k ＝h 22mλ2＝ 6.6262×10－682×1.67×10－27×1.822×10－20 J ≈4×10－21J ，C 正确。

答案：C4．下列关于光电效应的说法中，正确的是( ) A ．金属的逸出功与入射光的频率成正比 B ．光电流的大小与入射光的强度无关C ．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大D ．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长大于此波长时，就不能产生光电效应解析：逸出功与入射光无关，反映的是金属材料对电子的束缚能力；A 错误；光强越大，单位时间内入射的光子数越多，逸出的电子数也越多，光电流越大，B 错误；红外线的频率比可见光小，紫外线的频率比可见光大，由E k ＝hν－W 0知，C 错误；由产生光电效应的条件知，D 正确。

答案：D5．下列有关光的说法中正确的是( )A ．光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子B ．大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性C ．光有时是波，有时是粒子D ．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量解析：光电效应中，光子把能量转移给电子，而不是转化为电子，可知，B 正确；波动性和粒子性是光的两个固有属性，只是在不同情况下一种属性起主要作用，C 错误；康普顿效应表明光具有能量和动量，能量ε＝hν，动量p 答案：B 、D6．一激光器发光功率为P ，发出的激光在折射率为n 的介质中波长为λ，若在真空中速度为c ，普朗克常量为h ，则下列叙述正确的是( )A ．该激光在真空中的波长为nλB ．该激光的频率为cλC ．该激光器在t s 内辐射的能量子数为PtnλhcD ．该激光器在t s 内辐射的能量子数为Ptλhc解析：激光在介质中的折射率n ＝c v ＝λ0νλν＝λ0λ，故激光在真空中的波长λ0＝nλ，A 正确；激光频率ν＝c λ0＝c nλ，B 错误；由能量关系Pt ＝Nε，c ＝λ0ν，λ0＝nλ及ε＝hν得N ＝Ptnλhc ，C正确，D 错误。

答案：A 、C7．两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则()A．在真空中，a光的传播速度较大B．在水中，a光的波长较小C．在真空中，b光光子的能量较大D．在水中，b光的折射率较小解析：由已知可得频率νa＜νb，所以λa＞λb，B对；由光子能量E＝hν得，a光光子能量大，C错；在同种介质中频率大的光折射率大，即n a＞n b，D对；在真空中各种光传播速度相同，都是c＝3×108 m/s，A错。

答案：B、D8．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，下列说法中正确的是()A．单缝宽，光沿直线传播，这是因为位置不确定量大，动量不确定量小可以忽略B．当光能发生衍射现象时，动量不确定量就不能忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大D．以上解释都不正确解析：由不确定关系、C正确。

答案：A、B、C9．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，由表中数据可知A.B．无线电波通常情况下只表现出波动性C．电子照射到金属晶体上能观察到波动性D．只有可见光才有波动性解析：弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A对；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B对；电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C对；由物质波理论知，D错。

答案：A、B、C10．研究光电效应规律的实验装置如图(十七)－1所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K 时，有光电子产生。

由于光电管K 、A 间加的是反向电压，光电子从阴极K 发射后将向阳极A 做减速运动。

光电流i 由图中电流计G 测出，反向电压U 由电压表V 测出。

当电流计的示数为零时，电压表的示数称为反向截止电压U 0。

在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是( )图(十七)－1解析：由光电效应方程E k ＝h ν－W ，若加反向截止电压，则e U 0＝E k 时无光电流，则U 0＝E k e ＝h νe －We ，则U 0与ν的关系图线不过原点，故B 错；根据光电效应规律，当反向电压U 和频率ν一定时，光电流i 与光强I(光子个数)成正比，故A 正确；由于光强I 与入射光的光子个数成正比，所以当光强I 和频率ν一定时，光电流i 与反向电压U 的关系为C ，C 正确；根据光电效应规律，当光强I 和频率ν一定时，光电流i 与产生光电子的时间关系是“瞬时”关系(10－9 s)，故D 项正确，本题只有B 错，故选B 。

答案：B第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题。

(共4小题，每小题5分，共20分。

把答案直接填写在题中横线上，不要求写出演算过程。

)11．(5分)如图(十七)－2所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指针归零。

用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带________电(选填“正”或“负”)；若改用红外线重复上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率________红外线(选填“大于”或“小于”)。

图(十七)－2解析：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因锌板被紫外线照射后发生光电效应缺少电子而带正电，故验电器的负电荷与锌板正电荷中和一部分电荷后验电器指针偏角变小。

用红外线照射验电器指针偏角不变，说明锌板未发生光电效应，说明锌板的极限频率大于红外线的频率。

答案：正大于12．(5分)在光电效应实验中，如果实验仪器及线路完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是______________________。

解析：入射光频率小于这种金属的极限频率(即入射光波长大于这种金属的极限波长)，不能发生光电效应现象，即无光电子逸出。

另一种可能是光电管上所加反向电压太大，逸出的光电子减速运动，速度为零后又返回，使电路中没有电流通过。

答案：入射光波长太大(或反向电压太大)13．(5分)利用金属晶格(大小约10－10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。

已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则加速后电子的德布罗意波长为λ＝________，若电子质量m＝9.1×10－31kg，加速电压U＝300 V，则电子束________(能或不能)发生明显衍射现象。

图(十七)－3解析：由eU＝E k及p＝2mE k得λ＝hp＝h2meU；将U＝300 V代入，得λ＝6.626×10－342×9.1×10－31×1.6×10－19×300m≈0.71×10－10 m λ与金属晶格差不多，所以能发生明显衍射。

答案：h2meU能 14．(5分)利用光电管产生光电流的电路如图(十七)－3所示。

电源的正极应接在________端(填“a ”或“b ”)；若电流表读数为8 μA ，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是________个(已知电子电荷量为1.6×10－19C)。

解析：由题意知，电路图为利用光电管产生光电流的实验电路，光电管的阴极为K ，光电子从K 极发射出来要经高电压加速，所以a 端应该接电源正极，b 端接电源负极。

假定从阴极发射出来的光电子全部到达阳极A ，则每秒从光电管阴极发射出来的光电子数目为n ＝Q e ＝It e ＝8×10－61.6×10－19个＝5×1013个。

答案：a 5×1013三、计算题(共6小题，共40分。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

)15. (6分)如图(十七)－4所示，当开关S 断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零。

合上开关，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V 时，电流表读数为零，求此阴极材料的逸出功为多大？图(十七)－4解析：设光子能量为2.5 eV 照射时，光电子的最大初动能为12m v 2，阴极材料的逸出功为W ，据爱因斯坦光电效应方程有：12m v 2＝h ν－W①题图中光电管上加的是反向电压，据题意，当反向电压达到U ＝0.60 V 以后，具有最大初动能的光电子也不能达到阳极，因此eU ＝12m v 2②由①②得W ＝hν－eU ＝2.5 eV －0.6 eV ＝1.9 eV 。

答案：1.9 eV16．(6分)一光源的功率P ＝40 W ，发光效率η＝6%，发出频率为ν＝6×1014 Hz 的可见光。